[发明专利]一种制备荧光碳点的方法

说明书

本发明公开一种制备荧光碳点的方法，将无水葡萄糖与离子液体混合搅拌均匀，混合物升温至190‑310℃保温热处理2～5h，冷却后至室温取出，研磨成粉，最后粉末置于溶剂中搅拌分散，超声处理，再离心收取上清液即得。本发明方法以无水葡萄糖为原材料，易于获得，自然界中广泛存在，以离子液体为助剂，不会产生有毒气体，环境友好；仅采用炭化的方法，不需要酸化与钝化处理；可以获得克级的产物，生产效率高。

技术领域

本发明涉及一种制备荧光碳点的方法，属于纳米新材料领域。

背景技术

碳点具有荧光稳定性高，无闪光现象；激发波长和发射波长可调控；生物相容性好，毒性低；分子量和粒径小；合成方法简单易行，操作安全等特点。近几年来由于良好的荧光特性、生物相容性和环境友好性被广泛研究，并且在生物传感、生物成像等领域有着光明前景。目前的制备工艺来看，要获得稳定的荧光性质，需要对碳点进行酸化和钝化处理，如与聚乙二醇(PEG)反应，使碳点表面获得保护层。

离子液体是指在温度低于100℃呈液态的离子聚集体。离子液体与普通的有机溶剂不同，在离子液体里不存在为电中性的分子，全部由负离子和正离子组成。离子液体可以溶解大多数无机物、有机物和高分子材料；它不仅可以作为溶剂使用，甚至还可以作为某些反应的催化剂。离子液体一般不会挥发，所以在反应的过程中不会产生有毒有害气体。总之，离子液体的无味、无恶臭、无污染、不易燃、易与产物分离、易回收、可反复多次循环使用等优点，使它成为传统挥发性有机溶剂的理想替代品。它有效地避免了使用有机溶剂所造成严重的环境污染问题，成为环境友好的绿色溶剂。常见的离子液体主要由烷基吡啶或双烷基咪唑季铵正离子与BF^-4、PF^-6、NO^-3、X^-等负离子组成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种操作简单且环境友好的方法制备荧光碳点，将无水葡萄糖作为前驱体，经离子液体溶解之后碳化，直接使离子液体对碳点的表面进行改性，能够获得高强度的荧光性质。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种制备荧光碳点的方法，包括以下步骤：

步骤一：将无水葡萄糖与离子液体混合搅拌均匀；

步骤二：将步骤一得到的混合物升温至190～310℃保温热处理2～5h，优选250℃，冷却至室温取出，研磨成粉；

步骤三：将步骤二得到的粉末置于溶剂中搅拌分散，超声处理，再离心收取上清液即得。

步骤一中，所述离子液体的阳离子为烷基吡啶或双烷基咪唑季铵盐，阴离子为氯盐、醋酸盐或磷酸盐。

步骤一中，所述无水葡萄糖与离子液体的混合质量比为1:2～4，优选1:3。

步骤一中，所述搅拌的搅拌速率为400～500转/分钟，搅拌时间为10～12h，优选400转/分钟搅拌12h。

步骤二中，所述热处理在氮气保护下进行，升温速率为3～6℃/min，优选5℃/min，冷却降温速率为3～6℃/min，优选5℃/min。

步骤三中，所述溶剂为水、丙酮或者甲苯，将粉末配制成浓度为50～200mg/mL的溶液，优选100mg/mL。

步骤三中，所述搅拌分散为在室温下以400～500转/分钟搅拌24小时以上。

步骤三中，所述超声处理的超声功率为150～250W，超声时间为1～2h。

步骤三中，所述离心的转速为8000～15000转/min，优选10000转/min，离心时间为20～40min。

本发明中以天然易得的生物基碳材料为原料，只通过简单的碳化和分散便可制得高荧光量子产率的荧光碳点，无需进行复杂的透析及钝化，节能环保。