一种基于聚乙二醇与五氧化二磷制备碳量子点的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种以聚乙二醇为碳源，基于五氧化二磷的脱水作用制备碳量子点的方法。
【背景技术】
[0002]量子点是由有限数目的原子组成，三个维度尺寸均在纳米数量级。量子点一般为球形或类球形，是由半导体材料通常由IIB?VIB或IIIB?VB元素组成制成的。由于这些量子点一般有毒，对环境也有很大的危害，使用后不易处置。所以科学家们寻求基于一些良性的化合物制备量子点。相对金属量子点而言，碳量子点也有光致荧光和电致荧光特性，但对生物和环境毒害作用很小，具有很好的生物相容性，且制备成本低廉。因此在生物工程，分析检测、太阳能工程等领域具有广泛的应用前景，代表着发光纳米粒子的研究进入了一个新的阶段。
[0003]聚乙二醇也称为聚环氧乙烷或聚氧乙烯，是指环氧乙烷的寡聚物或聚合物。由于该系列产品无毒、无刺激性，具有良好的水溶性，因此在化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业中均有着极为广泛的应用。
[0004]然而在以往碳量子点的制备过程中，聚乙二醇通常只作为修饰剂出现。本专利提出以聚乙二醇作为碳源，基于五氧化二磷的脱水反应，制备得到一种水溶性好、荧光性能稳定的碳量子点。
【发明内容】
[0005]技术问题:
[0006]本发明以聚乙二醇为碳源，五氧化二磷和蒸馏水为原料，基于五氧化二磷脱水反应合成碳量子点，本发明使用绿色无毒，成本低廉的化学试剂作原料，借助于简单的操作流程，合成的碳量子点尺寸分布均匀，并且具有好的水溶性、分散性、稳定性及荧光性能，完善碳量子点的绿色合成方法。
[0007]技术方案:
[0008]1、本发明是采用如下方案实现的:
[0009]a、以将一定量的聚乙二醇为碳源，加入到一定体积的蒸馏水中，超声分散，备用；
[0010]b、称取一定量的五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
[0011]2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述步骤a中，聚乙二醇系列为聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇3000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000
坐寸ο
[0012]3、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述步骤a中，聚乙二醇的用量为0.1?2g ;蒸懼水的体积为I?5ml ;
[0013]4、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述步骤b中，五氧化二磷的用量为2?5g。
【附图说明】
[0014]图1是本发明制得的碳量子点的高分辨率透射电子显微镜图像。
[0015]图2是本发明制得的碳量子点的紫外图谱和不同激发波长的荧光图谱。
具体实施方案
[0016]一、制备实例
[0017]以下实施例为本发明的一些举例，不应被看做是对本发明的限定。
[0018]实施例1
[0019]以0.5g聚乙二醇200为碳源,加入到ImL蒸懼水中，超声分散,备用；称取2.5g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
[0020]实施例2
[0021]以0.1g聚乙二醇400为碳源，加入到2mL蒸馏水中，超声分散，备用；称取3g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
[0022]实施例3
[0023]以0.2g聚乙二醇800为碳源，加入到3mL蒸馏水中，超声分散，备用；称取4g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
[0024]实施例4
[0025]以Ig聚乙二醇1500为碳源,加入到5mL蒸懼水中，超声分散,备用；称取3.5g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
[0026]实施例5
[0027]以4g聚乙二醇3000为碳源，加入到3mL蒸馏水中，超声分散，备用；称取5g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
[0028]实施例6
[0029]以0.4g聚乙二醇4000为碳源,加入到ImL蒸懼水中，超声分散,备用；称取4g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
[0030]实施例7
[0031]以0.4g聚乙二醇6000为碳源,加入到ImL蒸懼水中，超声分散,备用；称取4g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
[0032]实施例8
[0033]以0.7g聚乙二醇8000为碳源,加入到2mL蒸懼水中，超声分散,备用；称取2.5g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
【主权项】
1.一种基于聚乙二醇与五氧化二磷制备碳量子点的方法，其特征在于制备步骤为: a、以一定量的聚乙二醇为碳源，加入到一定体积的蒸馏水中，超声分散，备用； b、称取一定量的五氧化二磷放到烧杯中，将步骤a中的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述步骤a中，聚乙二醇系列为聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇3000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000等。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述步骤a中，聚乙二醇的用量为.0.1?2g ;蒸懼水的体积为I?5ml。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述步骤b中，五氧化二磷的用量为.2 ?5g。
【专利摘要】本发明涉及一种以聚乙二醇作为碳源，基于五氧化二磷的脱水反应，制备得到碳量子点的方法。该方法具体步骤是将聚乙二醇和蒸馏水混合均匀，然后将其快速倒入放有五氧化二磷的烧杯中，得到亮黄色的碳量子点。该方法使用绿色无毒，成本低廉的化学试剂作原料，借助简化操作流程，合成的碳量子点尺寸分布均匀，并且具有好的水溶性、分散性、稳定性及荧光性能，完善了碳量子点的绿色合成方法，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】C09K11-65, C01B31-02, B82Y40-00
【公开号】CN104787743
【申请号】CN201410022164
【发明人】何华, 肖得力, 袁丹华, 彭军, 戴昊
【申请人】中国药科大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年1月16日