[发明专利]一种黄色荧光碳量子点、和其制备方法及应用

说明书

本发明提供一种黄色荧光碳量子点，制备方法及其应用，其含有C，N，O，三种元素，表面含有羟基、氨基及C＝C官能团，粒径为1‑5nm之间、晶面间距为0.40nm。合成步骤如下：(1)称取木质素(脱碱)和邻苯二胺，溶于乙醇中，通过超声分散使这三种物质均匀混合，得到分散均匀的溶液；(2)将上述混合溶液转移至50mL反应釜中，在150‑200℃下反应6‑10h；反应结束后冷却至室温，将所得溶液以适当的转速离心8‑10min以去除底部大颗粒杂质。本发明制备了一种碳基荧光检测材料，合成方法简单，制备过程环保、不会对环境产生危害，可以快速检测水中的有机溶剂如乙醇、二甲基亚砜、N，N‑二甲基甲酰胺、四氢呋喃、丙酮等，操作简单，检测高效，可用于比色半定量检测。

技术领域

本发明涉及一种碳量子点的合成技术领域，尤其涉及碳量子点检测水中不同有机溶剂含量的技术领域。

背景技术

随着社会的日益发展，发展也进入了飞速发展的时代，因此越来越多的工业废弃物、残留农药、生活垃圾等有机污染物能通过各种途径进入到环境中。而世界人口和经济的发展及人民生活水平的提高，废水中污染物的种类和数量越来越多，尤其是水中的有机污染物。在环境检测中对各种化学物质的快速、灵敏的检测对于保护环境具有非常重要的意义。

在水质常规监测中，分光光度法仍然占有较大的比重，对多种有机物的检测非常成熟，应用广泛。分光光度法有着检测成本低、线性范围广、操作简便、仪器价廉、响应快、灵敏度高、选择性好等优点，但是由于仪器体积过大，携带不便，不便在现场实时检测中。荧光传感技术在检测重金属离子溶液方面有较高灵敏度和较快的检测速度，因而成为了一种新兴的检测技术。同时荧光传感技术还具有成本低，易操作，简便和选择性高的优点，从而被广泛应用。荧光传感材料的开发则是目前研究的热点之一。

碳基荧光材料主要包括碳量子点、石墨烯量子点和聚合物点。这种微米纳米级的微观量子点引起了极大关注。碳量子点作为碳基荧光材料的一种，由于其具有良好的光电性能和化学性质，从而在光催化，传感器，印刷油墨，药物传输，生物成像和环境监测等方面实现了应用。但是，目前碳量子点多用于金属离子的传感，尤其是重金属离子的传感检测，而对水中有机溶剂的检测的报道比较少，并且目前存在的问题是这种用于荧光检测的碳量子点大多数是短波长的蓝色或者绿色，而长波长的黄色至红色发射波长的碳点报道较少，基于此的检测可适用的有机溶剂种类较少，线性检测范围窄，没有颜色变化。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的第一目的是提供一种黄色荧光碳量子点，其含有C，N，O，三种元素；表面含有羟基、氨基及C＝C官能团；粒径为1-5nm，晶格为0.40nm。

本发明的第二目的是提供一种黄色荧光碳量子点的制备方法，包括以下步骤：(1)分别称取质量比为5∶1至1∶5的邻苯二胺和木质素(脱碱)，溶于乙醇，通过超声将这三种物质混合均匀，得到混合溶液；(2)将上述混合溶液倒入反应釜中，在150-200℃下反应6-10h；然后将所得混合液在离心机中离心分离去除大颗粒杂质，并获得最终产物。

本发明第三目的是提供一种水中有机溶剂检测技术。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明木质素(脱碱)为碳源，其是从植物中提取出来的天然有机物，安全无毒环境友好，再用邻苯二胺作为氮掺杂，得到了氮掺杂碳量子点，通过红外分析表征了上述量子点表面的官能团，通过荧光检测识别水中含有的有机溶剂。

(2)根据相对荧光强度、峰位与溶剂中的水含量拟合出来的线性方程可以得出该碳量子点传感器对溶剂检测效应的优良程度。

(3)相比于现有的检测技术，本发明中的碳量子点荧光检测方法，合成路线非常简单，且合成方法绿色环保，后处理方便；检测过程简单快捷，且检测灵敏度高、荧光强度很高，还可通过颜色变化即可半定性判断水中的有机溶剂种类。

附图说明