[发明专利]碳量子点的制备方法

说明书

本发明属于量子点技术领域，具体涉及一种碳量子点的制备方法。该碳量子点的制备方法包括如下步骤：提供糖类碳源和铵盐；将包括所述糖类碳源和所述铵盐的混合物料，在反应环境温度≥120℃、密闭的条件下进行固相反应。本发明提供的碳量子点的制备方法未使用有机胺作氮源，而直接使用铵盐为氮源，这样的制备方法生物毒性低、无废液排放，生产成本低廉，且操作简单，简化了材料制备工艺，降低了原料危害；同时，本发明得到的氮掺杂的碳量子点材料不含Cd、Te等重金属，与传统量子点材料相比，具有更加广泛的应用领域。

技术领域

本发明属于量子点技术领域，具体涉及一种碳量子点的制备方法。

背景技术

量子点材料由于其独特的光学性能，其被认为在光电显示、医疗监测、生物传感器等领域有广泛的应用，并成为研究热点。但是，一方面，传统的量子点材料中含有Cd、Te等重金属元素，不仅成本高昂，还具有较强的生物毒性；另一方面，传统的量子点材料在制备过程中需要严格控制体系的水分及氧气含量，这给量子点材料的合成设备及工艺提出了严苛的要求。上述两个方面限制了量子点材料的应用及发展。

近年来，各种环境友好、造价低廉的新型量子点材料被陆续开发出来，碳基量子点以其荧光性能稳定、反应活性低、水溶性良好、生物毒性微弱等特点，被认为是潜在的新型光电材料。与碳量子点相比，氮掺杂碳量子点具有更好的可加工性能、更高的量子产率。尽管如此，氮掺杂碳量子点在光电材料领域的应用仍旧存在较大的挑战。比如，氮掺杂碳量子点材料普遍存在制备过程复杂、胺源毒性大、废液后处理成本高等技术问题，这样，限制了该氮掺杂碳量子点在光电显示材料领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种碳量子点的制备方法，旨在解决现有氮掺杂碳量子点材料的制备过程复杂、胺源毒性大、废液后处理成本高的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种碳量子点的制备方法，包括如下步骤：

提供糖类碳源和铵盐；

将所述糖类碳源和所述铵盐的混合物料，在反应环境温度≥120℃、密闭的条件下进行固相反应。

本发明提供的碳量子点的制备方法的过程中，以糖类为碳源，在高温(≥120℃)环境下被碳化，得到碳量子点，形成碳量子点材料的碳骨架；而铵盐作为氮源，在高温条件下热分解，产生氨气分子，这样，氨气分子与碳量子点在高温高压下反应，最终形成氮掺杂的碳量子点。如此，本发明提出的固相反应合成的碳量子点的方法，合成了荧光性能稳定、化学性质稳定、可分散于水中且环境友好的氮掺杂的碳量子点，该制备方法未使用有机胺作氮源，而直接使用铵盐为氮源，这样的制备方法生物毒性低、无废液排放，生产成本低廉，且操作简单，简化了材料制备工艺，降低了原料危害；同时，本发明得到的氮掺杂的碳量子点材料不含Cd、Te等重金属，与传统量子点材料相比，具有更加广泛的应用领域。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一方面，本发明实施例提供了一种碳量子点的制备方法，包括如下步骤：

S01：提供糖类碳源、铵盐；

S02：将包括所述糖类碳源和所述铵盐的混合物料，在反应环境温度≥120℃、且密闭的条件下进行固相反应。