[发明专利]一种藻基碳量子点及其制备方法

说明书

本发明提供了一种藻基碳量子点及其制备方法。本发明的藻基碳量子点的制备方法，通过将微藻和醇溶剂进行醇热反应得到混合物，将混合物离心分离，将上层液体进行旋转蒸发分离醇相和油相碳量子点。微藻尺度小，无需破碎就能有很好的分散性，反应更加充分，且微藻的高含氮量有益于提高碳量子点产率，生成的藻基碳量子点具有较强的双光子荧光特性；在相同的时间内，醇热法相较于水热法反应更加充分，碳量子点产率更高；产生的双相碳量子点具有不同的荧光激发峰和发射峰，在紫外灯的照射下呈现出明显的蓝光和红光，拓宽了产物的应用渠道；相较于水热法，醇热法不需要长时间透析和冷冻干燥分离产物，简化了分离纯化步骤，降低了工艺能耗，节约成本。

技术领域

本发明涉及属于纳米材料的制备技术领域，尤其涉及一种藻基碳量子点及其制备方法。

背景技术

碳量子点是一种小的碳纳米颗粒(10nm)，具有强光致发光特性、良好的电化学特性、低毒、环保、成本低、合成路线简单等优点，在医学成像技术、环境监测、化学分析、催化剂制备、能源开发等许多的领域都有较好的应用前景，受到了全世界学者的广泛关注。微藻具有人工培养不占用耕地、培养周期短、固碳能力强等突出特点，被认为是一种很有前途的可再生生物原料。

目前碳量子点制备方法主要包括自下而上法和自上而下法两种，自上而下法由于原料来源广、价格低，更适用于工业生产。自上而下法用于制备生物质碳量子点的前驱物通常为蔬菜、水果、树木茎叶等植物及其衍生物，少部分利用动物的毛发、骨骼等。与其他生物质前驱体相比，微藻尺度小，无需破碎就能有很好的分散性，反应更加充分，且微藻的高含氮量有益于提高碳量子点产率，生成的藻基碳量子点具有较强的双光子荧光特性，细胞毒性低，细胞吸收效率高，具有高对比度生物成像的潜力。目前利用微藻制备碳量子点的方法主要是水热法，然而水热法反应效率低，产物的分离纯化需要进行长时间的透析和冷冻干燥过程，大大提高了制备成本，延缓了制备时长，并不适用于大规模的工业化生产。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种藻基碳量子点及其制备方法，以解决现有技术中存在的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种藻基碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

将微藻、醇溶剂加入至反应釜中，通过醇热反应得到混合物；

将混合物离心分离，并收集上层液体；

将上层液体进行旋转蒸发分离得到醇相碳量子点和油相碳量子点。

优选的是，所述的藻基碳量子点的制备方法，醇热反应的温度为180～220℃、时间为2～6h。

优选的是，所述的藻基碳量子点的制备方法，所述微藻包括蛋白核小球藻、拟微绿球藻中的至少一种；

所述醇溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的至少一种。

优选的是，所述的藻基碳量子点的制备方法，微藻、醇溶剂的质量比为1:(1～200)。

优选的是，所述的藻基碳量子点的制备方法，将混合物于转速为2000～8000rpm下离心5～20min。

优选的是，所述的藻基碳量子点的制备方法，醇热反应中还同时对反应釜中的反应物进行搅拌，搅拌速率为150～250rpm。

优选的是，所述的藻基碳量子点的制备方法，醇热反应之前还向反应釜内通入惰性气体。

优选的是，所述的藻基碳量子点的制备方法，将微藻、醇溶剂加入至反应釜中后，再向反应釜中加入氧化剂。

优选的是，所述的藻基碳量子点的制备方法，所述氧化剂包括H₂O₂。

第二方面，本发明还提供了一种藻基碳量子点，采用所述的制备方法制备得到。