[发明专利]一种可用于改性水泥基材料的纳米碳点的制备方法和纳米碳点及混凝土

说明书

本发明涉及混凝土技术领域，特别是涉及一种可用于改性水泥基材料的纳米碳点的制备方法和纳米碳点及混凝土，该制备方法包括以下步骤，S1、取配方量的柠檬酸和尿素，将柠檬酸和尿素投放在水中超声振动，使其完全溶解分散，得到混合溶液；S2、将S1得到的混合溶液转移到微波水热反应器的反应釜中，在4min～6min内升温至160℃～200℃，接着保温25min～40min；S3、将S2处理后的溶液冷却至室温，将溶液离心分离，收集上清液；S4、将S3所得的上清液冷冻干燥，得到纳米碳点，该制备方法不但能制备有效的可用于改性水泥基材料的纳米碳点，且有效地缩短反应时间，降低能耗，原料低廉易得，工艺操作简单。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，特别是涉及一种可用于改性水泥基材料的纳米碳点的制备方法和纳米碳点及混凝土。

背景技术

水泥基材料价格低廉、使用方便，具有优异的力学性能和耐久性能，在现代建筑领域得以广泛应用，水泥基材料的性能与其微观结构密切相关，研究表明一些纳米材料可促进水泥水化，改善其微观结构，从而提高其强度。但目前研究所利用的纳米材料主要集中在纳米金属氧化物(如Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃)、碳纳米管、氧化石墨烯、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙等材料，纳米碳点在水泥基材料中的应用研究较少。

专利201810194964.2公开了适用于水泥基材料的微纳米潜热存储胶囊，该微纳米潜热存储胶囊的壁材为纳米碳点掺杂九水硅酸钠石英。虽然该专利的微纳米潜热存储胶囊能提高焓值保有率、导热系数，可以控制芯材和壁材的比例以及壁材的力学性能。但是，该专利的微纳米潜热存储胶囊所用的是纳米碳点掺杂九水硅酸钠石英，这样生产工艺复杂，用料成本高，不利于降低成本。

专利202010820852.0公开了一种高强度白色混凝土，其公开了采用氯钯酸钠和碳量子点，其中氯钯酸钠吸收大量的热，延缓白色硅酸盐水泥的放热速率，降低混凝土内部与外部的温度梯度，防止白色硅酸盐水泥的早期开裂；同时氯钯酸钠与碳量子点形成协同作用，氯钯酸钠的金属阳离子接枝在碳量子点上，抑制冰核的产生。该专利提高混凝土的制备工艺仅适用于白色混凝土，对于普通混凝土而言，由于氯钯酸钠接枝碳量子点减少了成核位点，将会延迟混凝土的水化时间，降低普通混凝土的密实度和强度。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术不足之处而提供可用于改性水泥基材料的纳米碳点的制备方法，该制备方法不但能制备有效改善混凝土强度的纳米碳点，且有效地缩短碳点反应时间，降低能耗，原料低廉易得，工艺操作简单。

本发明的目的之二在于提供一种可用于改性水泥基材料的纳米碳点，该纳米碳点能有效地促进水泥水化。

本发明的目的之三在于提供一种混凝土，该混凝土具有强度好的优点。

本发明的目的之一通过以下技术方案实现：

提供一种可用于改性水泥基材料的纳米碳点的制备方法，包括以下步骤，

S1、取配方量的柠檬酸和尿素，将所述柠檬酸和所述尿素投放在水中超声振动，使其完全溶解分散，得到混合溶液；

S2、将S1得到的混合溶液转移到微波水热反应器的反应釜中，在4min～6min内升温至160℃～200℃，接着保温25min～40min；

S3、将S2处理后的溶液冷却至室温，将溶液离心分离，收集上清液；

S4、将S3所得的上清液冷冻干燥，得到纳米碳点。