具有强近红外吸收的超碳纳米点及其制备方法与应用_3

文档序号:9516564阅读:来源:国知局
粒子的高度图,(c)为(a)中碳纳米点的尺寸分布图;从图3和图4可以看出,碳纳米点的尺寸分布在l-5nm范围内,超碳纳米点的尺寸在5_25nm范围内。
[0061]图5中,(a)和(b)分别为实施例1的碳纳米点和超碳纳米点的高分辨透射电子显微镜照片,通过图5可以看出,表面电荷分布不均的小尺寸碳纳米点经过自组装聚集形成超碳纳米点。
[0062]实施例2
[0063]具有强近红外吸收的超碳纳米点,吸收峰位为714nm,由碳纳米点组装形成,该碳纳米点表面带有氨基和吡咯基的电正性基团,并同时带有吡啶基、羧基和羟基的电负性基团。
[0064]上述具有强近红外吸收的超碳纳米点的制备方法:
[0065]将柠檬酸和尿素按质量比1:2溶解于去离子水中,得到透明溶液置于50ml聚四氟乙烯高压反应釜中,160°C下反应4h,反应后的溶液在_40°C冻干,得到黄色碳纳米点粉末。
[0066]将黄色碳纳米点粉末置于盛有乙醇的烧杯中,然后将烧杯置于装有水的密闭容器中,35°C下放置20天,水挥发后进入乙醇中,碳纳米点在水分子作用下发生自组装,表面完全变为黑色,将得到的黑色固体分散于去离子水中制成浓溶液,倒入Mw = 1000透析袋,在0°C下透析8h,再将透析袋中剩余溶液冻干,得到蓝黑色固体,即为超碳纳米点。
[0067]实施例3
[0068]具有强近红外吸收的超碳纳米点,吸收峰位为680nm,由碳纳米点组装形成,该碳纳米点表面带有氨基和吡咯基的电正性基团,并同时带有吡啶基、羧基和羟基的电负性基团。
[0069]上述具有强近红外吸收的超碳纳米点的制备方法:
[0070]将柠檬酸和尿素按质量比1:2溶解于去离子水中,得到透明溶液置于50ml聚四氟乙烯高压反应釜中,160°C下反应4h,反应后的溶液在_40°C冻干,得到黄色碳纳米点粉末。
[0071]将黄色碳纳米点粉末置于烧杯中,放在相对湿度为60%的环境中8天,碳纳米点在水分子作用下发生自组装,表面完全变为黑色,将得到的黑色固体分散于去离子水中制成浓溶液,倒入Mw = 1000透析袋,在0 °C下透析8h,再将透析袋中剩余溶液冻干,得到蓝黑色固体,即为超碳纳米点。
[0072]实施例4
[0073]具有强近红外吸收的超碳纳米点,吸收峰位为660nm,由碳纳米点组装形成,该碳纳米点表面带有氨基和吡咯基的电正性基团,并同时带有吡啶基、羧基和羟基的电负性基团。
[0074]上述具有强近红外吸收的超碳纳米点的制备方法:
[0075]将柠檬酸和尿素按质量比1:1溶解于去离子水中,得到透明溶液置于50ml聚四氟乙烯高压反应釜中,160°C下反应6h,反应后的溶液在_40°C冻干,得到黄色碳纳米点粉末。
[0076]将黄色碳纳米点粉末置于烧杯中,放在相对湿度为60%的环境中8天,碳纳米点在水分子作用下发生自组装,表面完全变为黑色,将得到的黑色固体分散于去离子水中制成浓溶液,倒入Mw = 1000透析袋,在0 °C下透析8h,再将透析袋中剩余溶液冻干,得到蓝黑色固体,即为超碳纳米点。
[0077]实施例5
[0078]具有强近红外吸收的超碳纳米点,吸收峰位为620nm,由碳纳米点组装形成,该碳纳米点表面带有氨基和吡咯基的电正性基团,并同时带有吡啶基、羧基和羟基的电负性基团。
[0079]上述具有强近红外吸收的超碳纳米点的制备方法:
[0080]将柠檬酸和尿素按质量比1:2溶解于去离子水中,得到透明溶液置于50ml聚四氟乙烯高压反应釜中,200°C下反应10h,反应后的溶液在_40°C冻干,得到黄色碳纳米点粉末。
[0081]将黄色碳纳米点粉末置于烧杯中,放在相对湿度为10%的环境中30天,碳纳米点在水分子作用下发生自组装,表面完全变为黑色,将得到的黑色固体分散于去离子水中制成浓溶液,倒入Mw = 1000透析袋,在0 °C下透析8h,再将透析袋中剩余溶液冻干,得到蓝黑色固体,即为超碳纳米点。
[0082]实施例6
[0083]具有强近红外吸收的超碳纳米点,吸收峰位为620nm,由碳纳米点组装形成,该碳纳米点表面带有氨基和吡咯基的电正性基团,并同时带有吡啶基、羧基和羟基的电负性基团。
[0084]上述具有强近红外吸收的超碳纳米点的制备方法:
[0085]将柠檬酸和尿素按质量比1:2溶解于去离子水中,得到透明溶液置于50ml聚四氟乙烯高压反应釜中,160°C下反应4h,反应后的溶液在_40°C冻干,得到黄色碳纳米点粉末,将黄色粉末分散于去离子水中,60°C烘干,得到黑色固体,即为超碳纳米点。
[0086]实施例7
[0087]具有强近红外吸收的超碳纳米点,吸收峰位为600nm,由碳纳米点组装形成,该碳纳米点表面带有氨基和吡咯基的电正性基团,并同时带有吡啶基、羧基和羟基的电负性基团。
[0088]上述具有强近红外吸收的超碳纳米点的制备方法:
[0089]将柠檬酸和氨水按质量比1:2溶解于去离子水中,得到透明溶液置于50ml聚四氟乙烯高压反应釜中,160°C下反应4h,反应后的溶液在_40°C冻干,得到黄色碳纳米点粉末。
[0090]将黄色碳纳米点粉末置于烧杯中,放在相对湿度为60%的环境中8天,碳纳米点在水分子作用下发生自组装,表面完全变为黑色,将得到的黑色固体分散于去离子水中制成浓溶液,倒入Mw = 1000透析袋,在0 °C下透析8h,再将透析袋中剩余溶液冻干,得到蓝黑色固体,即为超碳纳米点。
[0091]实施例8
[0092]结合图7说明实施例8
[0093]具有强近红外吸收的超碳纳米点作为近红外光电转换剂的应用:
[0094]将实施例1制备的超碳纳米点分散于去离子水中,分别配置浓度为25,50,100,200ppm的分散液,分别取1ml上述不同浓度的分散液置于l*l*4cm3石英池中,以同体积(lml)的去离子水做参比,用732nm激光分别照射分散液,激光功率密度为lW/cm2,lOmin内每隔15s测试分散液温度,测得lOmin时分散液温度分别提升19.8,25.6, 34,35.2°C,参比去离子水温度提升1.1 °C。
[0095]图7为实施例8中不同浓度的超强碳纳米点的温度变化-时间曲线。从图7中可以看出,本发明的超碳纳米点具有较强的光热转换效率,且光热转换效率随着浓度的增加而增加。
[0096]实施例9
[0097]结合图8说明实施例9
[0098]具有强近红外吸收的超碳纳米点作为近红外光电转换剂的应用:
[0099]将实施例1制备的超碳纳米点分散于去离子水中,配置浓度为lOOppm分散液,分别取lml置于三个l*l*4cm3石英池中,用732nm激光照射分散液,激光功率密度分别设置为0.5,l,2W/cm2,lOmin内每隔15s测试分散液温度,lOmin时分散液温度分别提升16.1,34,55.5Γ。
[0100]图8为实施例9中的超强碳纳米点在不同功率密度激光照射下的温度变化-时间曲线。从图8可以看出,本发明的超碳纳米点具有较强的光热转换效率,且光热转换效率随照射的激光的功率密度的增加而增加。
[0101]实施例10
[0102]结合图9说明实施例10
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