[发明专利]一种硼量子点的制备方法和应用

说明书

本发明一种硼量子点的制备方法和应用属于量子点制备技术领域。一种硼量子点的制备方法，步骤为：将硼粉分散于有机溶剂中搅拌均匀,得到含有硼颗粒的混合溶液，加入过氧化氢溶液和硼酸粉末，高能超声破碎得到初产物溶液，添加硼氢化钠，离心，即得硼量子点。本发明以硼粉作为制备荧光硼量子点的硼源，有机溶剂异丙醇、四氢呋喃作为双驱动化学刻蚀剂，采用高能超声破碎辅助液相剥离法制得硼量子点，所得硼量子点尺寸均一，具有淡绿色荧光，可以作为硼中子俘获治疗的含硼药物，具有大规模生产的潜力和广阔的商业应用前景。

技术领域

本发明属于量子点制备技术领域，涉及一种硼量子点的制备方法和应用。

背景技术

硼量子点是继碳量子点、氮化硼量子点、BC_x量子点之后的又一种新型量子点材料，不仅具有低毒、化学惰性、无光闪烁和易于功能化等特点，而且与细胞组织具有很强的亲和力，可以用来制备硼中子俘获治疗的含硼药物。然而因硼结构的复杂性,使得硼量子点的制备方法存在成本高、工艺周期长、原料毒性大等缺点，极大的限制了硼量子点在生物科学方面的应用。

目前，用于制备硼纳米结构的方法主要集中于磁控溅射法、化学气相沉积法、超高真空分子束外延法。其中中国专利201510387306.1，公开了一种水溶性氮化硼量子点及其制备方法，是将氮化硼粉末分散在溶剂总进行超声处理得到纳米片层，加热至140-200℃，然后在去离子水中透析，制得具有荧光的氮化硼量子点，主要用于生物成像探针和质子交换膜改性材料。该方法存在需要在高温条件下进行，成本高，成品应用范围小的缺陷。

硼作为第五号元素，存在类似碳的sp2杂化轨道，具有短的共价键半径和多样化的价态，这些性质有利于形成低维的硼同素异形体，例如：硼烯、硼纳米管、笼状结构等。但是，自然界仍未发现硼烯对应的层状硼体相材料，无法将碳量子点的制备方法直接应用于硼量子点。

为了解决现有首次利用室温、常压下的化学剥离辅助高能超声破碎的工艺制得高产率的硼量子点。

发明内容

本发明是为了解决现有硼量子点制备方法所存在的成本高、工艺周期长、原料毒性大的缺点，而提供了一种利用室温、常压下的高能超声破碎辅助液相剥离工艺制得高产率硼量子点的制备方法。

本发明还提供了依据上述方法制备的硼量子点的应用。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种硼量子点的制备方法，步骤为：将硼粉分散于有机溶剂中搅拌均匀, 得到含有硼颗粒的混合溶液，加入过氧化氢溶液和硼酸粉末，高能超声破碎得到初产物溶液，添加硼氢化钠，离心，即得硼量子点。

进一步地，所述的硼粉为无定型硼粉、纳米硼，或者两者以任意比例的混合物。

所述有机溶剂为异丙醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺，或者三者以任意比例的混合物。

所述的硼粉0.05～0.35g分散于50mL有机溶剂中，搅拌得到含有硼颗粒的混合溶液。

所述的含有硼颗粒的混合溶液，经过高能超声破碎后，再加入过氧化氢溶液和硼酸粉末，其中所述的高能超声破碎的功率为200～1200W、超声时间为2～6s、间隔时间为4～15s，高能超声破碎2～12h。

所述的50mL含有硼颗粒的混合溶液中，分别加入1.0～9.5mL过氧化氢溶液和0.01～0.85g硼酸粉末。

所述的过氧化氢溶液为质量分数为30～35%。

所述的高能超声破碎得到初产物溶液时，高能超声破碎的功率为200～1200W、超声时间为2～6s、间隔时间为4～15s，高能超声破碎4～24h，得到初产物溶液。

所述的51-59.5mL的初产物溶液中添加0.05～1.0g硼氢化钠粉，以3500～9000rpm转速离心15～45min，即得硼量子点。