水热法制备新型绿色环保的火龙果碳点

本发明属于农林废弃物资源化利用及绿色纳米材料领域，公开通过水热法制备了一种新型火龙果碳点，该工艺操作简单、耗费少、绿色环保且无污染。制备的碳点在乙醇作溶剂的条件下具有很高的发光强度。该火龙果碳点为更加绿色、高效地利用果蔬制备碳点提供指导，并为其在生物领域的应用提供了新思路。

背景技术：

碳点是一种由碳、氢、氧等元素构成的新型荧光碳纳米颗粒。自2004年被发现以来，碳点因其优异的光学特性被广泛的应用于各种领域。虽然人们在该领域已经取得了许多令人瞩目的研究进展，但用一种简单、环保且成本低廉的原料快速制备高质量的碳点仍然是该领域中迫切的需要。

技术实现要素：

针对目前制备碳点的方法上的需要，本专利发明了一种简单高效的制备碳点的方法，即在不借助任何人工合成的有毒化学试剂条件下对火龙果进行水热处理，成功制备了一种果蔬荧光碳点。该方法既不需要借助强酸性溶剂和表面钝化剂，也不需要复杂的后续处理工艺，只需将制备的碳点固体小颗粒分散于无水乙醇中即可检测到极强的绿色发光性能。本专利所制备的火龙果碳点为更加绿色、高效地利用新鲜或腐败的果蔬合成碳点提供指导，并为其在生物领域的应用提供了新思路。

本发明采用水热法制备绿色环保的火龙果碳点。包括以下步骤：

（1）将5g新鲜或腐败的火龙果充分捣碎，并加入一定量的去离子水，在超声条件下充分混合形成火龙果碳点前驱体浊液；

（2）取适量上述前驱体浊液转移到水热反应釜中；将反应釜于高温下加热4~8小时；

（3）水热反应结束后，收集反应釜器壁上的碳点固体小颗粒，在超声条件下于无水乙醇中分散，即可制备出火龙果碳点。

所述的火龙果可以是新鲜的，也可以是腐败变质并且部分液化但尚未干燥变脆的。

所述的火龙果碳点前驱体悬浊液是在超声辅助分散条件下，去离子水加入量为火龙果浆液质量的0.1-2.0倍，所形成的均一稳定的悬浊液。

所述的水热反应釜中火龙果碳点前驱体悬浊液加入量为反应釜最大容积的5-20%，反应温度为100℃，反应时间为4-8h。

所述的收集附着于反应釜内壁上的碳点固体颗粒，主要处于反应釜内壁的上1/2-2/3处。

附图说明

图1为借助透射电子显微镜表征火龙果碳点的形貌。

图2为火龙果碳点分别在水和乙醇溶剂中的荧光光谱。

图3为火龙果碳点在不同激发波长（λex320-395）下的荧光光谱。

图4为火龙果碳点的紫外光谱和荧光光谱。

具体实施方式

实施例1

本实施案例所述的采用水热法制备绿色环保的火龙果碳点，包括以下步骤：

（1）将5g新鲜火龙果充分捣碎，并加入3g去离子水，在超声条件下充分混合形成火龙果碳点前驱体浊液；

（2）取6ml上述前驱体浊液转移到30ml水热反应釜中；将反应釜于100℃下加热6小时；

（3）水热反应结束后，待反应釜自然冷却，收集反应釜器内壁上1/2处的碳点固体小颗粒，在超声条件下于无水乙醇中分散，得到火龙果碳点。

实施例2

本实施案例所述的采用水热法制备绿色环保的火龙果碳点，包括以下步骤：

（1）将5g变质火龙果充分捣碎，并加入1g去离子水，在超声条件下充分混合形成火龙果碳点前驱体浊液；

（2）取15ml上述前驱体浊液转移到50ml水热反应釜中；将反应釜于100℃下加热4小时；

（3）水热反应结束后，待反应釜自然冷却，收集反应釜器内壁上2/3处的碳点固体小颗粒，在超声条件下于无水乙醇中分散，得到火龙果碳点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施案例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.水热法制备新型绿色环保的火龙果碳点，其特征在于按以下步骤进行：

（1）将5g新鲜或腐败的火龙果充分捣碎，并加入一定量的去离子水，在超声条件下充分混合形成火龙果碳点前驱体浊液；

（2）取适量上述前驱体浊液转移到水热反应釜中；将反应釜于高温下加热4~8小时；

（3）水热反应结束后，收集反应釜器壁上的碳点固体小颗粒，在超声条件下于无水乙醇中分散，即可制备出火龙果碳点。

2.根据权利要求1所述水热法制备新型绿色环保的火龙果碳点，其特征在于所述的火龙果可以是新鲜的，也可以是腐败变质并且部分液化但尚未干燥变脆的。

3.根据权利要求1所述水热法制备新型绿色环保的火龙果碳点，其特征在于所述的火龙果碳点前驱体悬浊液是在超声辅助分散条件下，去离子水加入量为火龙果浆液质量的0.1-2.0倍，所形成的相对均一且稳定的悬浊液。

4.根据权利要求1所述水热法制备新型绿色环保的火龙果碳点，其特征在于所述的水热反应釜中火龙果碳点前驱体悬浊液加入量为反应釜最大容积的5-20%，反应温度为100℃，反应时间为4-8h。

5.根据权利要求1所述水热法制备新型绿色环保的火龙果碳点，其特征在于所述的收集附着于反应釜内壁上的碳点固体颗粒，主要处于反应釜内壁的上1/2-2/3处。

技术总结
碳点自2004年被发现以来，因其优异的光学特性被广泛的应用于各种领域。本发明属于农林废弃物资源化利用及绿色纳米材料领域，具体涉及一种通过水热法制备了新型火龙果碳点的方法。本发明以新鲜或变质的火龙果为原料，制备的碳点在乙醇作溶剂的条件下具有很高的发光强度。该方法主要步骤如下：（1）将新鲜或腐败的火龙果充分捣碎，并加入一定量的去离子水，制成火龙果碳点前驱体浊液；（2）取适量前驱体浊液在反应釜中于高温下加热4‑8小时；（3）水热反应结束后，收集反应釜器壁上的碳点固体小颗粒，在超声条件下于无水乙醇中分散，即可制备出火龙果碳点。本方法工艺简单，原料来源广泛，成本低廉，具有较强的应用前景。

技术研发人员：李雪源
受保护的技术使用者：沈阳大学
技术研发日：2021.05.28
技术公布日：2021.07.23