[发明专利]一种石墨结构荧光碳量子点的制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨结构荧光碳量子点的制备方法，具体步骤如下：S1、将鼠的粪便干燥后研磨成粉末；S2、将所述粉末分散于去离子水中；S3、进行超声波处理使所述粉末与所述去离子水混合形成混悬液；S4、将所述混悬液移入密闭的反应釜中加热，然后自然冷却至室温；S5、对冷却后的产物进行离心处理，收集上层的清液；S6、对上清液进行浓缩，并进行冷冻干燥，获得石墨结构荧光碳量子点，产物避光保存。本发明以实验动物房饲养的小鼠或大鼠的粪便为碳源，通过水热合成方法制备石墨结构的荧光碳量子点，获得的碳量子点有晶格条纹，有很强的蓝色荧光，水溶性好，细胞毒性低；此外，合成过程不涉及强酸以及其它有毒有害试剂，过程简单，成本低廉。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及到一种石墨结构荧光碳量子点的制备方法。

背景技术

石墨结构的碳材料如石墨烯、碳纳米管、碳纳米角、荧光碳量子点等在生物医学领域应用前景广阔，这些应用包括药物输送、成像诊断、肿瘤治疗、生物传感器等。其中，石墨结构的荧光碳量子点，包括石墨烯量子点，因其颗粒小(<100nm)、比表面积大、具有强而较稳定的荧光、既可以进行光热治疗又可以应用光动力治疗、生物安全性较好等优越性而被研究者关注。

荧光碳量子点是由Sun及其合作者在纯化碳纳米管的时候发现的，并与2006年首次提出这个概念[SunYP,etal.Quantum-SizedCarbonDotsforBrightandColorfulPhotoluminescence.JAmChemSoc.2006Jun21；128(24):7756-7.]。目前制备石墨结构荧光碳量子点的方法有所谓“自上而下”(即top-down)和“自下而上”(即bottom-up)两类方法。对于“自上而下”的方法，主要是在水热、溶剂热、微波加热或超声波处理等条件下以强酸(如硫酸与硝酸的混合酸)切割不同的碳源材料(如石墨烯纳米片、碳纤维、碳纳米管)而获得，或者以激光高温烧蚀碳源、电化学方法使碳源解离成荧光碳点。但这种“自上而下”的方法存在一些不足，例如使用强酸，给生产操作带来安全隐患；获得的荧光碳量子点的荧光量子产率低。对于“自下而上”的方法，主要包括对小分子和聚合物进行脱水然后进一步碳化的方法、以及有机合成的方法，但这些方法往往需要多个步骤，过程较复杂，很多碳源材料为人工合成的材料。上述两类方法采用的碳源材料如碳纤维[NurunnabiM,etal.,Nearinfra-redphotoluminescentgraphenenanoparticlesgreatlyexpandtheiruseinnoninvasivebiomedicalimaging.Chem.Commun.,2013,49,5079]、葡萄糖[TangL,etal.,DeepUltravioletPhotoluminescenceofWater-SolubleSelf-PassivatedGrapheneQuantumDots.ACSNano6(2012)5102-5110]、柠檬酸[SynthesisofCarbonDotswithMultipleColorMiaoX.,etal.,EmissionbyControlledGra phitizationandSurfaceFunctionalization.Adv.Mater.2018,30,1704740.]、多环芳烃化合物

[ZhouL.,GrapheneQuantumDotsfromPolycyclicAromaticHydrocarbonforBioimagingandSensingofFe3+andHydrogenPeroxide.Part.Part.Syst.Charact.2013,30,1086–1092]等，有的价格较昂贵，不利于大规模生产。

发明内容