[发明专利]一种荧光碳量子点的简易制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米荧光材料领域，尤其涉及一种荧光碳量子点的简易制备方法。

背景技术

碳量子点是一种荧光碳纳米材料，相对于现有技术中典型的半导体荧光量子点(例如：CdTe、CdS、CdSe等)而言，碳量子点具有毒性小、抗光漂白能力强、生物相容性好、原材料丰富等优点，而且碳量子点不仅具有下转换荧光特性，还具有上转换荧光特性，因此碳量子点在生物医药、光电器件和光催化领域具有广泛的应用前景。

在现有技术中，碳量子点的制备方法主要可分为化学方法和物理方法两类；化学方法主要包括含碳前驱体的碳化、酸性氧化法、电化学合成等；物理方法主要包括电弧放电法、激光烧蚀法、等离子体处理等。利用化学方法制备的碳量子点具有结晶性好、尺寸可控、易于功能化等特点，但多种化学试剂的使用使得碳量子点的分离、提纯过程变得复杂、耗时长。利用物理方法虽然能避开化学方法的劣势，但其合成过程需要昂贵的设备，且耗能多。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种荧光碳量子点的简易制备方法，在制备过程中除了极性有机溶剂外无需添加其他任何化学试剂，而且无需消耗额外的能源，不需要昂贵的制备设备，具有简单、节能、耗时短的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种荧光碳量子点的简易制备方法，包括如下步骤：

步骤A，获取碳灰烬：点燃有机物前驱体，并获取不充分燃烧所产生的碳灰烬；

步骤B，极性有机溶剂分散：将步骤A中获得的碳灰烬与极性有机溶剂混合，使碳灰烬在极性有机溶剂中分散；

步骤C，静置分离：对极性有机溶剂分散的碳灰烬进行静置分离，并收集静置分离后的上层清液，即得到极性有机溶剂分散的荧光碳量子点胶体；

其中，所述的有机物前驱体是指1-辛烯或乙醇中的至少一种。

优选地，在点燃有机物前驱体后，将开口容器罩在点燃的有机物前驱体的火焰上方，使有机物前驱体不充分燃烧，从而收集不充分燃烧所产生的碳灰烬。

优选地，当将碳灰烬与极性有机溶剂混合后，对混合液进行超声处理，使碳灰烬在极性有机溶剂中分散。

优选地，所述超声处理的时间为1～3分钟。

优选地，所述静置分离的静置时间为1～2天。

优选地，所述的极性有机溶剂为乙醇、丙酮或氯仿中的至少一种。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例所提供的荧光碳量子点的简易制备方法利用了有机物在氧气不足条件下不充分燃烧的特点，收集了有机物前驱体不充分燃烧所产生的碳灰烬，并使用极性有机溶剂分散，然后在自发沉降的作用下，通过静置分离得到了分散均匀的荧光碳量子点胶体。可见，本发明实施例在制备过程中除了需要使用极性有机溶剂外，无需额外添加其他任何化学试剂，而且无需消耗额外的能源，不需要昂贵的制备设备，同时本发明实施例还具有简单、节能、耗时短的优点，这为荧光碳量子点的实际应用提供了新的途径。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动行的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例所提供的荧光碳量子点的简易制备方法的流程示意图。

图2a为本发明实施例所制得的荧光碳量子点的透射电镜照片。

图2b为本发明实施例所制得的荧光碳量子点的粒径分布直方图。

图3为本发明实施例所制得的乙醇分散碳量子点在不同激发波长下的下转换荧光光谱示意图。

图4为本发明实施例所制得的乙醇分散碳量子点在不同激发波长下的上转换荧光光谱示意图。

图5为本发明实施例所制得的乙醇分散碳量子点在432nm发射波长下的荧光激发光谱示意图。

图6为本发明实施例所提供的水分散的亲水碳量子点在不同激发波长下的下转换荧光光谱示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面对本发明所提供的荧光碳量子点的简易制备方法进行详细描述。

如图1所示，一种荧光碳量子点的简易制备方法，其具体可以包括如下步骤：