[发明专利]简单高效一步法批量制备氮掺杂石油焦基碳量子点

摘要

本发明属于石油化工和碳纳米材料科学领域，涉及简单高效一步法批量制备氮掺杂石油焦基碳量子点。首次创造性地直接以氨水作为电解液，提高水溶液导电性的同时实现一步掺氮，电解后无需再经透析除盐纯化等复杂步骤而直接制备出粒径均一、荧光性能稳定、水溶性良好的氮掺杂碳量子点。该方法制备碳量子点耗时少、收率高，实现了碳量子点高效、规模化制备及同步掺杂。本发明的主要特征在于：以价格低廉的石油焦为碳源，氨水为电解液，采用电化学氧化法，一步制得氮掺杂石油焦基碳量子点，无需进行透析除盐纯化，高效环保且产品收率高。这种方法可以快速、批量地制备具有稳定荧光的碳量子点，解决了限制碳量子点应用的最大瓶颈，必将推动碳量子点在光电器件、离子检测、光催化等诸多领域的广泛应用。

主权项

一种简单高效批量制备氮掺杂石油焦基碳量子点的方法，其特征在于：首次直接以氨水作为电解液，利用电化学氧化法制得氮掺杂碳量子点，仅以廉价的氨水为电解液，即可在提高水系电解液导电性的同时实现一步掺氮，本发明的最大特点是无需进行繁杂的透析除盐纯化且能得到批量样品，原料价廉易得、制备简单快速、高效环保，可实现碳量子点的批量制备，其具体制备方法如下：(1)以石油焦为碳源，石油沥青为粘结剂，适当比例混合，热压成型，高温下煅烧，得到圆盘状电极片；(2)将制得的电极片作为工作电极与对电极，以氨水溶液为电解液，于20～40V恒压条件下电解80～480min，得到含有N‑CQDs的电解液；(3)滤膜过滤除去大粒径碳颗粒，再蒸除过量的氨水，即可得到棕黑色的N‑CQDs溶液。