本发明属于纳米材料制备技术领域，尤其涉及氮硫掺杂碳量子点的制备方法。
背景技术：
量子点是在把激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。这种约束可以归结于静电势(由外部的电极，掺杂，应变，杂质产生)，两种不同半导体材料的界面(例如：在自组量子点中)，半导体的表面(例如：半导体纳米晶体)，或者以上三者的结合。量子点具有分离的量子化的能谱。所对应的波函数在空间上位于量子点中，但延伸于数个晶格周期中。一个量子点具有少量的(1-100个)整数个的电子、电洞或电子电洞对，即其所带的电量是元电荷的整数倍。
碳量子点与各种金属量子点类似，碳量子点在光照的情况下可以发出明亮的光。它在包括改进生物传感器、医学成像设备和微小的发光二极管的很广的领域中都有应用前景。因为碳纳米粒子具有很大的表面积，所以长期以来科学家们一直认为这种纳米粒子相比宏观碳，具有非常奇特的化学和物理性质。
量子点一般是从铅、镉和硅的混合物中提取出来的，但这些量子点一般有毒，对环境也有很大的危害。所以科学家们寻求在一些良性的化合物中提取量子点。相对金属量子点而言，碳量子点无毒害作用，对环境的危害很小，制备成本低廉。它的研究代表了发光纳米粒子研究进入了一个新的阶段。
技术实现要素：
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种氮硫掺杂碳量子点的制备方法。
本发明采用的技术方案是采用如下步骤：
(1)在60～65℃水浴下向含有10g膨润土的悬浊液中滴加含5～10mmol的4-巯基吡啶溶液，表面活性剂溶液的浓度为0.1～0.5mol/L，滴加过程中连续搅拌，滴加完毕后于相同条件下继续搅拌2.0h，离心分离，将得到的固体物用去离子水洗涤4～5次，100～105℃下烘干，将固体物碾磨成50～80目的粉末，在该过程中4-巯基吡啶通过阳离子交换的作用被作为单分子固定到膨润土层间；
(2)将粉末置于管式炉中通N2保护，在500～800℃下碳化4～6h，再持续通N2冷却至室温，4-巯基吡啶分子被高温被碳化；
(3)将碳化后的固体物2～4g放入瓶中，加入10～15mL浓度为20～40％的氢氟酸溶液，搅拌2～3h，固液分离，再将固体加入到10～15mL浓度为20～40％的盐酸溶液中，利用氢氟酸将膨润土片层的硅和铝溶解，再利用盐酸清洗掉其他杂金属；
(4)固液分离，用去离子水清洗，60～70℃恒温干燥5～6h，即得氮硫掺杂碳量子点。
本发明的有益效果是：
1、工艺简单，将4-巯基吡啶固定在膨润土层间，然后作为单分子碳化，利用氢氟酸和盐酸洗去膨润土片层，得到直径只有几个纳米量子点。
2、本发明原料来源简单，条件温和，具有较强的实用价值。
具体实施方式
实施例1
在65℃水浴下向含有10g膨润土的悬浊液中滴加含10mmol的4-巯基吡啶溶液，表面活性剂溶液的浓度为0.5mol/L，滴加过程中连续搅拌，滴加完毕后于相同条件下继续搅拌2.0h，离心分离，将得到的固体物用去离子水洗涤5次，105℃下烘干，将固体物碾磨成80目的粉末，在该过程中4-巯基吡啶通过阳离子交换的作用被作为单分子固定到膨润土层间；将粉末置于管式炉中通N2保护，在800℃下碳化6h，再持续通N2冷却至室温，4-巯基吡啶分子被高温被碳化；将碳化后的固体物4g放入瓶中，加入15mL浓度为40％的氢氟酸溶液，搅拌3h，固液分离，再将固体加入到15mL浓度为40％的盐酸溶液中，利用氢氟酸将膨润土片层的硅和铝溶解，再利用盐酸清洗掉其他杂金属；固液分离，用去离子水清洗，70℃恒温干燥6h，即得氮硫掺杂碳量子点。
实施例2
在60℃水浴下向含有10g膨润土的悬浊液中滴加含5mmol的4-巯基吡啶溶液，表面活性剂溶液的浓度为0.1mol/L，滴加过程中连续搅拌，滴加完毕后于相同条件下继续搅拌2.0h，离心分离，将得到的固体物用去离子水洗涤4次，100℃下烘干，将固体物碾磨成50目的粉末，在该过程中4-巯基吡啶通过阳离子交换的作用被作为单分子固定到膨润土层间；将粉末置于管式炉中通N2保护，在500℃下碳化4h，再持续通N2冷却至室温，4-巯基吡啶分子被高温被碳化；将碳化后的固体物2g放入瓶中，加入10mL浓度为20％的氢氟酸溶液，搅拌2h，固液分离，再将固体加入到10mL浓度为20％的盐酸溶液中，利用氢氟酸将膨润土片层的硅和铝溶解，再利用盐酸清洗掉其他杂金属；固液分离，用去离子水清洗，60℃恒温干燥5h，即得氮硫掺杂碳量子点。
实施例3
在65℃水浴下向含有10g膨润土的悬浊液中滴加含8mmol的4-巯基吡啶溶液，表面活性剂溶液的浓度为0.1mol/L，滴加过程中连续搅拌，滴加完毕后于相同条件下继续搅拌2.0h，离心分离，将得到的固体物用去离子水洗涤4次，100℃下烘干，将固体物碾磨成80目的粉末，在该过程中4-巯基吡啶通过阳离子交换的作用被作为单分子固定到膨润土层间；将粉末置于管式炉中通N2保护，在600℃下碳化5h，再持续通N2冷却至室温，4-巯基吡啶分子被高温被碳化；将碳化后的固体物4g放入瓶中，加入15mL浓度为40％的氢氟酸溶液，搅拌3h，固液分离，再将固体加入到15mL浓度为40％的盐酸溶液中，利用氢氟酸将膨润土片层的硅和铝溶解，再利用盐酸清洗掉其他杂金属；固液分离，用去离子水清洗，70℃恒温干燥6h，即得氮硫掺杂碳量子点。