[发明专利]一种碳量子点和碳纳米球同时制备的方法及其产品

摘要

本发明公开了一种碳量子点和碳纳米球的同时制备方法，是采用葡萄糖和氢氧化钠为原料，通过一步法简单水热法同时合成获得碳量子点和碳纳米球，与此同时而无需加入任何表面活性剂、分散剂或者模板，实现了绿色、节能制备且有效避免废液产生。本发明合成工艺、设备简单，成本低、效率高，反应周期短，重复性好，制备的碳量子点直径为5‑15nm，碳纳米球直径为100～300nm，产品不含副产物或废液，工业化应用前景广阔。

主权项

1.一种碳量子点和碳纳米球同时制备的方法，步骤是：(1)称取葡萄糖，将其溶于去离子水中，搅拌溶解后加入氢氧化钠，继续搅拌溶解完全后加入到水热反应釜中，填充度控制在反应釜容积的60％～80％；然后密封反应釜，将其放入烘箱中，加热反应；(2)反应结束后自然冷却至室温，取出反应釜，将釜内黑褐色溶液倒入离心管中离心产生上层溶液及底部沉淀；(3)将上层溶液转入离心管中，并在液氮作用下迅速冷冻，然后将冷冻后的样品进行冷冻干燥，即获得具有荧光的碳量子点；(4)将下层沉淀重新用去离子水分散，再利用微孔滤膜抽滤，产物用去离子水洗涤至中性，经干燥即获得碳纳米球；其特征在于：步骤(1)所述葡萄糖、去离子水、氢氧化钠加入到水热反应釜中的重量份比例依次是：葡萄糖1～20份，去离子水100份，氢氧化钠0.1～0.15份；其中，葡萄糖加入去离子水中后的搅拌溶解时间不少于30min，溶解后加入氢氧化钠的搅拌时间不少于10min；所述加热反应的条件是：使水热温度控制在150～220℃，反应5h～15h；步骤(2)所述黑褐色溶液的离心条件是：在3000g～4000g离心力作用下，离心分离10min～20min；步骤(3)所述冷冻干燥的条件是：温度为‑70℃、压强为5～10Pa、冷冻时间24±1h；步骤(4)所述微孔滤膜的孔径是40um；所述干燥的条件是：50℃～70℃。