[发明专利]具有蓝色荧光特征石墨烯量子点的制备方法及应用

说明书

本发明提出了一种具有蓝色荧光特征石墨烯量子点的制备方法及应用，该方法包括：将红薯渣中残余的淀粉分散于水中形成悬浮液；将悬浮液转入反应釜中而让淀粉水解得到葡萄糖、麦芽糖、醛类；将葡萄糖在水热条件下水解得到C＝C键，并在水热法条件下得到GQDs。本发明的优点为：本发明制备工艺简单、成本低廉和环境友好，在大规模制备石墨烯量子点方面具有巨大的潜力。所制备的石墨烯量子点具有蓝色荧光特征和良好的亲水性，对水溶液中的Hg²⁺能够发生选择性猝灭。有望在生物成像、光学传感和储能转换等领域得到应用。

技术领域

本发明涉及重金属离子检测技术领域，尤其涉及具有蓝色荧光特征石墨烯量子点的制备方法及应用。

背景技术

GQDs作为一种典型的0D材料，因其具有突出的边界效应和量子限域效应而吸引了广大学者的浓厚兴趣。目前它已被广泛应用于生物成像、光学传感和能源储存与转换等诸多领域。

目前成熟的制备方法主要为自上而下法，通常以石墨烯、碳纳米管和碳纤维等作为原料。然而，这些原材料在制备过程中存在合成周期长和合成条件苛刻(强酸和强氧化剂)的缺点，导致原材料成本偏高。此外，采用这类原材料在合成GQDs过程中仍需要添加强酸，这意味着该方法会对环境造成二次污染。高成本和高污染的缺点使得GQDs很难被大批量制备。相比而言，采用自下而上法则具有一定的优势，在该方法中葡萄糖、柠檬酸和淀粉等可以被作为原材料。这些原材料具有天然、可再生和廉价等特点，以它们为原材料合成GQDs具有对强酸需求量小和GQDs尺寸易于调节等优点，是目前研究的热点之一。

因此，如何利用生物质开发大批量制备GQDs的绿色合成技术具有极其重要的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有蓝色荧光特征石墨烯量子点的制备方法及应用，其以以红薯渣为原料，这种GQDs的制备方法具有工艺简单、成本低廉和环境友好的优点，并且所得GQDs对Hg²⁺具有选择性检测功能。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种制备具有蓝色荧光特征石墨烯量子点的绿色制备方法，该方法包括：

将红薯渣中残余的淀粉分散于水中形成悬浮液；

将悬浮液转入反应釜中而让淀粉水解得到葡萄糖、麦芽糖、醛类；

将葡萄糖在水热条件下水解得到C＝C键，并在水热法条件下得到GQDs。

进一步，所述红薯渣以粉末形式分散于去离子水中进行搅拌得到悬浮液。

进一步，所述红薯渣、去离子水的混合物加热至60℃后磁力搅拌14min得到悬浮液。

进一步，所述反应釜为具有不锈钢外壳的特氟龙反应釜。

进一步，所述反应釜内进行反应的温度为200摄氏度、反应时间为12小时。

进一步，所述水热法条件下获得的反应物通过离心方式分离得到含有GQDs的上层清液。

一种石墨烯量子点，其通过前文描述的绿色制备方法制备而成。

利用前文提到的绿色制备方法得到的GQDs在水中重金属离子检测领域的应用。

与现有技术相比，本发明的优点为：本发明制备工艺简单、成本低廉和环境友好，在大规模制备石墨烯量子点方面具有巨大的潜力。

本发明所制备的石墨烯量子点具有蓝色荧光特征和良好的亲水性，对水溶液中的Hg²⁺能够发生选择性猝灭。有望在生物成像、光学传感和储能转换等领域得到应用。

附图说明