直流脉冲法快速制备荧光碳量子点的方法

文档序号:11023665
直流脉冲法快速制备荧光碳量子点的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于巧光碳量子点制备技术领域,特别是设及电化学法制备巧光碳量子点 的方法。
【背景技术】
[0002] 巧光碳量子点一般指的是尺寸小于IOnm,具有准球形的结构,能稳定发光的一种 纳米碳。由于其原材料资源丰富和廉价,且具有优异的水溶性,化学惰性,低毒性,易官能团 化和抗光漂白能力,因此碳量子点在巧光传感,生物成像,有机光伏,有机发光二极管,光催 化等领域得到良好的应用。已开发的合成碳量子点的方法,有通过化学的方法,将小分子前 驱体转化为纳米尺寸的碳量子点,运类方法主要包括电弧放电法,激光刻蚀法,水热法,化 学氧化法等,运类方法实验条件要求严格,成本较高,工艺复杂;另外还有通过物理或化学 方法,将大尺寸的碳材料通过氧化,刻蚀得到小尺寸的碳量子点,运类方法有热解法,微波 法,燃烧法,溶液化学法等,运类实验大多需要严格的后处理工艺,生产周期长,不利于大规 模生产。
[0003] 目前,有报道采用电化学法制备碳量子点,如巧光纳米碳点的电化学制备及其在 生化分析中的应用[D],邓建辉,湖南师范大学硕±学位论文,2015,报道了在氨氧化钢溶液 中,W石墨为电极制备了巧光碳量子点,电解时间约为3小时,后续的透析时间约为72小时, 从所用时间来看,该方法后期处理比较繁琐。

【发明内容】

[0004] 为了解决电化学法后处理过程需要透析,其时间长,后处理工艺繁琐的技术问题, 本发明采用直流脉冲电源,在去离子水中,W石墨碳棒为碳源制备巧光碳量子点,该方法制 备工艺简单,方便快速。
[0005] 使用电导率小于10帖/cm水做电解液,如果水的电导率大的话,为了进一步净化所 得到的碳量子点溶液,后续处理同样需要进行透析等繁琐的操作。本发明W石墨碳棒为碳 源,采用直流脉冲的方法制备巧光碳量子点,包括W下步骤,具体操作如下:取电导率小于 1化S/cm的去离子水,将石墨电极置于去离子水中,在常溫下采用直流脉冲电源进行电解约 24小时,将所得到的电解液过滤,即得到所需的碳量子点溶液。
[0006] 进一步的,直流脉冲电源所施加的电压为50~1000V,频率为50~500Hz,占空比为 5%~95%。
[0007] 更进一步的优选条件是,所选的电压为100~500V,频率为100~400Hz,占空比为 20%~50%。
[000引更进一步的,W直径为0.5cm的石墨电极为正负极,正负极间距离为5畑1。
[0009]发明的有益效果:本发明制备方法工艺简单,生产周期短,无需后处理,电解过后 的溶液仅需过滤,不要透析,制得的碳量子点在水中有较好的水溶性和分散性,化学稳定性 和生物相容性好。且本发明由于采用脉冲直流电源,即便在电极上施加很高的电压,也不至 于出现电极上的副反应而影响碳量子点的制备。该碳量子点可在巧光传感,光催化,有机光 伏等领域得到广泛的应用。
【附图说明】
[0010]图1:实施例2中,碳量子点的巧光光谱;
[OOW 图2:实施例巧日对比例中碳量子点比较图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例对本发明做详细说明,实施例给出了详细的实施方式和具体的操 作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[OOU] 实施例1-8
[0014] 取350ml的去离子水置于500ml的烧杯中,W直径为0.5cm的石墨电极为正负极,正 负极间距离为5cm,采用直流脉冲电源进行电解24小时,直流脉冲电源所施加的条件如表1 所示,过滤电解液后即可得到具有巧光的碳量子点。
[0015] 表1制备碳量子点的实施例 「00161
[0017]比较例1

[0018] 取350ml的去离子水置于500ml的烧杯中,W直径为0.5cm的石墨电极为正负极,正 负极间距离为5cm,采用直流电源施加 IOOV电压,进行电解24小时。所得到的碳量子点溶液 中含有大量的碳沉积,滤除沉积碳,所得碳量子点溶液的巧光发射峰强度为实施例2的0.36 倍。
[0019] 通过W上对比试验,可W证明采用脉冲直流电源制备碳量子点,是一种简单、高效 的方法。
【主权项】
1. 一种碳量子点的制备方法,其特征在于:所述制备方法为:使用直流脉冲电源,以石 墨碳棒为正负极,在去离子水中进行电解,过滤电解液,即可得到具有荧光的碳量子点溶 液。2. 如权利要求1所述的碳量子点的制备方法,其特征在于:所述去离子水电导率小于10 yS/cm〇3. 如权利要求1所述的碳量子点的制备方法,其特征在于:所述的脉冲直流电源,电压 为50~1000V,频率为50~500Hz,占空比5%~95%。4. 如权利要求1所述的碳量子点的制备方法,其特征在于:所述的脉冲直流电源,电压 为100~500V,频率为100~400Hz,占空比为20%~50%。5. 如权利要求1所述的碳量子点的制备方法,其特征在于:所述石墨碳棒直径为0.5cm, 石墨电极正负极间距离为5cm〇
【专利摘要】本发明涉及一种荧光碳量子点的制备方法,属于碳量子点的制备领域。其制备方法为:将去离子水置于电解槽中,以石墨碳棒为正负极,使用直流脉冲电源,电解一定时间,即可得到灰黑色水溶液,经过滤后得到水溶性荧光碳量子点溶液。采用本方法制备碳量子点的制备工艺简单且大大缩短了反应时间。
【IPC分类】B82Y20/00, C09K11/65, B82Y40/00, C25B1/00
【公开号】CN105714323
【申请号】CN201610116350
【发明人】陈智栋, 许志刚, 刘长海, 王文昌
【申请人】常州大学
再多了解一些
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