[发明专利]一种熔合碳点、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种熔合碳点、制备方法及其应用，涉及碳纳米材料技术领域。熔合碳点的制备包括如下步骤：制备原料碳点，然后将原料碳点于极性非质子性有机溶剂中，进行溶剂热反应，以形成熔合碳点。采用微波法制得小尺寸的原料碳点，微波法具有耗时短、溶剂无毒和能耗低的特点，制得的原料碳点具有丰富的表面基团。该熔合碳点具有增强的近红外发射中心，同时也具有优异的光热转换性能，结构和光学性质稳定。熔合碳点的制备方法简单易行，且价格低廉，易于大规模批量制备，在光热转化材料、光热治疗、荧光成像等领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及碳纳米材料技术领域，具体而言，涉及一种熔合碳点、制备方法及其应用。

背景技术

肿瘤光热治疗具有微创、高效、不良反应低的技术优势，且肿瘤光热治疗能抑制肿瘤转移，理论上可对包括放化疗失败和产生耐药性肿瘤进行有效治疗。光热治疗的基础是获得具有高效光热转换效率的水溶性纳米材料。但纳米材料自身的化学成分毒性，或较大尺寸(100nm)所带来的结构生物毒性是阻碍其临床应用的主要障碍。因此，开发小尺寸(100nm)，无毒，高光热转换效率的新型纳米材料具有重要的意义。

碳点(CDs)是指尺寸较小具有荧光性质的碳颗粒，包括石墨烯量子点、碳纳米点和聚合物点三种。碳纳米点是新兴纳米发光材料，具有无毒、生物兼容性好的优点。开发具有高效光热转换的碳纳米点具有重要大应用价值。基于碳纳米点组装的方法可以实现高的光热转换效率(Light:ScienceApplications 7(1),1-11)。然而，这些制备组装碳点的方法粒子间的相互作用较弱，导致其结构和光学性质不稳定。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种熔合碳点、制备方法及其应用以解决上述技术问题。

本发明是这样实现的：

本发明提供了一种熔合碳点的制备方法，其包括如下步骤：制备原料碳点，然后将原料碳点于极性非质子性有机溶剂中，进行溶剂热反应，以形成熔合碳点；

其中，原料碳点表面具有活性位点，活性位点包括羟基、羧基和氨基中的一种或多种；原料碳点的粒径为1～8nm；原料碳点是将含有羟基或羧基的有机物或氨基酸与尿素微波法制得的黑色固体；微波功率为550～650W，反应时间为5～10分钟，制备原料碳点的溶剂为水；

极性非质子性有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、甲酰胺或丙酮；原料碳点和极性非质子性有机溶剂的用量比为0.5g～13g：5mL～15mL；

溶剂热反应的反应温度为200-260℃。

在本发明应用较佳的实施方式中，上述原料碳点是将柠檬酸与尿素微波法制得。

在本发明应用较佳的实施方式中，上述柠檬酸与尿素的质量比为1：1-4。

在本发明应用较佳的实施方式中，上述进行溶剂热反应包括将原料碳点溶于极性非质子性有机溶剂中，再置于反应釜中，加热，进行溶剂热反应，脱水，相邻碳点界面处互相熔合形成熔合碳点；溶剂热反应的时间为1-6小时。

在本发明应用较佳的实施方式中，上述原料碳点和极性非质子性有机溶剂的用量比为0.5g～3g：15mL。

在本发明应用较佳的实施方式中，上述制备方法还包括将溶剂热反应后的反应溶液与醇溶剂混合，析出黑色固体，再进行固液分离。

在本发明应用较佳的实施方式中，上述醇溶剂为无水乙醇或甲醇，醇溶剂的用量为反应溶液体积的1-4倍。

本发明还提供了一种熔合碳点，其由上述的熔合碳点的制备方法制得。

在本发明应用较佳的实施方式中，上述熔合碳点在560～570nm和650～680nm波段的激光照射下具有特征吸收峰。