[发明专利]一种氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点及其制备方法与应用，属于量子点制备技术领域。本发明先将含氮有机物和硼源混合经热分解得到硼掺杂石墨相氮化碳；然后将硼掺杂石墨相氮化碳与水混合进行充分分散，得到硼掺杂石墨相氮化碳粒径小且分散相对均匀的硼掺杂石墨相氮化碳分散液；再将氨水与硼掺杂石墨相氮化碳分散液混合进行水热反应，将氮掺杂进硼掺杂石墨相氮化碳中；最终所得的氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点对三价铁离子的检测灵敏度高。

技术领域

本发明涉及量子点制备技术领域，尤其涉及一种氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点及其制备方法与应用。

背景技术

目前为止，用于金属离子检测的方法主要有荧光分析法、分光光度法、电化学方法和色谱法。其中，荧光检测方法因其快速、灵敏、选择性和简便性等优点而倍受关注。而具有稳定荧光发射的g-C₃N₄纳米片满足荧光检测的要求，其表面大量的活性位点更是为检测物提供了一定的结合位点，导致g-C₃N₄的荧光发生淬灭，从而完成相应的检测。

聚合物半导体g-C₃N₄因其特殊性在很多方面都有很大的应用前景。在这个全球都追求环保的时代，聚合物半导体g-C₃N₄自身的特殊的电子结构，无污染且无毒性，成为光催化和光电领域的研究热点。但原始的g-C₃N₄在应用时还是存在一些缺陷，而通过元素掺杂修饰来对其进行优化是目前的研究热点。

目前，当元素掺杂石墨相氮化碳用于铁离子检测时，检测灵敏度低，有待进一步提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点及其制备方法与应用。本发明提供的制备方法得到的氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点对三价铁离子的检测灵敏度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

将含氮有机物和硼源混合，进行热分解，得到硼掺杂石墨相氮化碳固体粉末；

将所述硼掺杂石墨相氮化碳固体粉末与水混合，经分散，得到硼掺杂石墨相氮化碳分散液；

将所述硼掺杂石墨相氮化碳分散液与氨水混合，进行水热反应，得到所述氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点。

优选地，所述含氮有机物为三聚氰胺或尿素；所述硼源为硼酸和/或硼酸铵盐。

优选地，所述含氮有机物和硼源的摩尔比为(150～200)：1。

优选地，所述热分解的温度为500～650℃，时间为4h。

优选地，所述硼掺杂石墨相氮化碳分散液中硼掺杂石墨相氮化碳的粒径为5～15nm；所述硼掺杂石墨相氮化碳分散液的浓度为0.03～0.08mg/mL。

优选地，所述氨水的质量浓度为28％，所述硼掺杂石墨相氮化碳分散液与氨水的体积比为1：3～2：1。

优选地，所述水热反应的温度为150～300℃，时间为9～13h。

优选地，所述水热反应结束后，将所得水热反应体系降至室温，加热蒸除氨水后过滤，得到所述氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点。

本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法得到的氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点，所述氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点以氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点分散液的形式存在，所述氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点分散液的浓度为0.05mg/mL。

本发明还提供了上述技术方案所述的氮硼掺杂石墨相氮化碳量子点在检测水体中三价铁离子的应用。