一种可见区全谱段发光可调碳纳米点及其制备方法与流程

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种可见区全谱段发光可调碳纳米点及其制备方法。

背景技术：

碳纳米点(Carbon dots,CDots)是一种新型发光的碳纳米材料，其因具有荧光稳定性高、无光闪烁、激发光谱宽而连续、发射波长可调谐、生物相容性好、毒性低等优点，被视为有机染料和半导体量子点的潜在替代品。然而目前已经大多数碳点荧光发射集中在蓝光和绿光波段，然而黄光和红光波段的高效发光仍然难以实现。由于其发光机理尚不明确，还不清楚如何调控碳点的发光带隙。现有技术是通过柱层析的方法被动地分离获得可见区范围内多色荧光碳点，然而，还没有明确的制备方法调节碳纳米点在可见区全谱段范围内的荧光发射。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种可见区全谱段发光可调碳纳米点及其制备方法，本发明提供的制备方法可以制备得到可见区全谱段发光可调碳纳米点。

本发明提供了一种可见区全谱段发光可调碳纳米点的制备方法，包括以下步骤：

将柠檬酸和尿素溶解于反应溶剂中进行溶剂热反应，得到碳纳米点；

所述反应溶剂包括与水互溶的质子性溶剂和/或与水互溶的非质子性溶剂中的一种或多种以及水；

所述与水互溶的质子性溶剂和/或与水互溶的非质子性溶剂中的一种或多种和水的混合比例为0～100％；

所述与水互溶的质子性溶剂和与水互溶的非质子性溶剂的混合比例为0～100％。

优选的，所述与水互溶的质子性溶剂选自含羟基的有机溶剂或含羧基的有机溶剂。

优选的，所述与水互溶的质子性溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇、甘油、乙酸和草酸中的一种或多种；

优选的，所述与水互溶的非质子性溶剂选自二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺、乙腈和丙酮中的一种或多种。

优选的，所述与水互溶的非质子性溶剂选自DMSO和/或DMF。

优选的，所述反应溶剂选自水与DMF形成的反应溶剂，水与DMSO形成的反应溶剂，DMSO、DMF与水形成的反应溶剂，水与甘油形成的反应溶剂，甘油和DMF与水形成的反应溶剂或者甘油、乙酸、DMSO和DMF中的一种或多种与水形成的反应溶剂。

优选的，所述柠檬酸与尿素的质量比为1：(1～3)。

优选的，所述溶剂热反应的温度为120～200℃，所述溶剂热反应的时间为2～8小时。

优选的，在进行溶剂热反应之后，还包括将所述反应产物进行洗涤和干燥。

本发明还提供了一种如上述制备方法制备得到的可见区全谱段发光可调碳纳米点。

与现有技术相比，本发明提供了一种可见区全谱段发光可调碳纳米点的制备方法，包括以下步骤：将柠檬酸和尿素溶解于反应溶剂中进行溶剂热反应，得到碳纳米点；所述反应溶剂包括与水互溶的质子性溶剂和/或与水互溶的非质子性溶剂中的一种或多种以及水；所述水和与水互溶的质子性溶剂和/或与水互溶的非质子性溶剂中的一种或多种的混合比例为0～100％；所述与水互溶的质子性溶剂和与水互溶的非质子性溶剂的混合比例为0～100％。本发明在溶剂热条件下，通过调节水和与之能互溶的质子性溶剂及非质子性溶剂的混合比例，可以制备出可见区全谱段发光可调碳纳米点。解决了碳纳米点发光带隙难以调控的问题。

附图说明

图1为实施例16制备的荧光纳米碳点在日光(上)及紫外光(下)条件下的光学照片；

图2为实施例16制备得到的荧光碳纳米点的原溶液在365纳米激发下的荧光光谱；

图3为实施例16制备的荧光碳纳米点CDot 1、CDot 4和CDot 7的透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)照片及其粒径统计直方图；

图4为实施例16中制备的碳纳米点CDot 4的原子力显微照片(AFM)；

图5为实施例16制备的纳米碳点CDot 1、CDot 4和CDot 7的X射线光电子能谱分析(XPS)图；

图6为实施例16制备的荧光碳纳米点水溶液的吸收光谱和最优发射光谱。

具体实施方式

本发明提供了一种可见区全谱段发光可调碳纳米点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将柠檬酸和尿素溶解于反应溶剂中进行溶剂热反应，得到碳纳米点；

所述反应溶剂包括与水互溶的质子性溶剂和/或与水互溶的非质子性溶剂中的一种或多种以及水；

所述与水互溶的质子性溶剂和/或与水互溶的非质子性溶剂中的一种或多种和水的混合比例为0～100％；

所述与水互溶的质子性溶剂和与水互溶的非质子性溶剂的混合比例为0～100％。

本发明通过调节水和与之能互溶的质子性溶剂及非质子性溶剂的混合比例，改变溶剂热条件下的反应溶剂的极性，从而可以制备出可见区全谱段发光可调碳纳米点。

本发明首先将柠檬酸和尿素溶解于反应溶剂中，其中，所述反应溶剂包括与水互溶的质子性溶剂和/或与水互溶的非质子性溶剂中的一种或多种以及水。

在本发明中，所述与水互溶的质子性溶剂选自含羟基的有机溶剂或含羧基的有机溶剂，优选为甲醇、乙醇、乙二醇、甘油、乙酸和草酸中的一种或多种。

所述与水互溶的非质子性溶剂选自DMSO、DMF、二甲基乙酰胺、乙腈和丙酮中的一种或多种，优选为DMSO和/或DMF。

在本发明的一些具体实施方式中，所述反应溶剂选自水与DMF形成的反应溶剂，水与DMSO形成的反应溶剂，DMSO、DMF与水形成的反应溶剂，水与甘油形成的反应溶剂，甘油和DMF与水形成的反应溶剂或者甘油、乙酸、DMSO和DMF中的一种或多种与水形成的反应溶剂。

在本发明中，所述水和与水互溶的质子性溶剂和/或与水互溶的非质子性溶剂中的一种或多种的混合比例为0～100％，优选的，所述与水互溶的质子性溶剂和/或与水互溶的非质子性溶剂中的一种或多种与水的体积比优选为(0～8)：(0～2)，二者不同时为零。

所述与水互溶的质子性溶剂和与水互溶的非质子性溶剂的混合比例为0～100％，优选的，与水互溶的质子性溶剂和与水互溶的非质子性溶剂的质量比为(0～3)：(0～6)。

通过调节水和与水互溶的质子性溶剂和/或与水互溶的非质子性溶剂中的一种或多种的混合比例从而可以调节反应溶剂的极性，进一步的影响最终进行溶剂热反应得到的碳纳米点的颜色。

在本发明中，所述柠檬酸与尿素的质量比为1：(1～3)，在本发明的一些具体实施例中，所述柠檬酸与尿素的质量比为1：1，在本发明的另一些实施例中，所述柠檬酸与尿素的质量比为1：2，在本发明的另一些实施例中，所述柠檬酸与尿素的质量比为1：3。

所述柠檬酸与尿素的总质量与所述反应溶剂的体积比优选为(2～4g)：(5～15ml)，更优选为(2～4g)：(10ml)。

所述溶剂热反应的温度为120～200℃，优选为140～180℃；所述溶剂热反应的时间为2～8小时，优选为4～6小时。在本发明中，所述溶剂热反应优选在钢衬聚四氟乙烯反应釜中反应，反应条件为密闭条件下进行加热反应。

在本发明中，在进行溶剂热反应之后，还包括将所述反应产物进行提纯。

本发明对所述反应产物的提纯方法并没有特殊限制，优选按照如下方法进行：

1)将反应液与乙醇混合搅拌，通过振荡、超声的方法混合均匀后，离心，去除上层液体后，得到沉淀；

2)将所述沉淀与乙醇混合搅拌，离心，去除上层液体，得到沉淀；

3)将步骤2)得到的沉淀重复步骤2)，直至上层液体清澈透明为止，得到洗涤后的碳纳米点。

其中，所述离心的转速优选为6000～9000转/分钟，更优选为8000转/分钟；所述离心的时间为4-8分钟，优选为5分钟。

将所述洗涤后的碳纳米点进行干燥，得到碳纳米点。其中，所述干燥优选为真空冷冻干燥。优选的，所述冻干温度优选为-45℃到-55℃，更优选为-50℃；所述冻干时间优选为24～48小时，更优选为36小时。

本发明还提供了一种采用上述制备方法制备得到的可见区全谱段发光可调碳纳米点。

按照上述制备方法，通过调节得到的不同极性的反应溶剂，可以得到深蓝色、蓝色、青色、绿色、黄色、橙色或红色的荧光碳纳米点。所述碳纳米点荧光发射峰在440纳米到640纳米之间，具有良好的发光特性和水溶性，并且，所述碳纳米点是一种无毒无害、成本低且绿色环保的荧光材料。能够广泛应用于化学，生物和材料科学领域。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的可见区全谱段发光可调碳纳米点及其制备方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

本发明使用的反应原料柠檬酸和尿素均来自上海麦克林生化科技有限公司，反应溶剂甘油、乙酸、DMSO、DMF均来自阿拉丁试剂有限公司，所有原料及试剂均直接使用，无需提纯处理。

实施例1

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂水和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水和DMF的体积比按照表1中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表1，表1为反应原料以及产物检测结果。

表1反应原料以及产物检测结果

实施例2

将3g柠檬酸和3g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：1)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂水和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水和DMF的体积比按照表2中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表2，表2为反应原料以及产物检测结果。

表2反应原料以及产物检测结果

实施例3

将3g柠檬酸和9g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：3)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂水和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水和DMF的体积比按照表3所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表3，表3为反应原料以及产物检测结果。

表3反应原料以及产物检测结果

实施例4

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30-40ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂水和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水和DMF的体积比按照表4中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在120℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表4，表4为反应原料以及产物检测结果。

表4反应原料以及产物检测结果

实施例5

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂水和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水和DMF的体积比按照表5中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在180℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表5，表5为反应原料以及产物检测结果。

表5反应原料以及产物检测结果

实施例6

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂水和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水和DMF的体积比按照表6中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应2小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表6，表6为反应原料以及产物检测结果。

表6反应原料以及产物检测结果

实施例7

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂水和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水和DMF的体积比按照表7中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应8小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表7，表7为反应原料以及产物检测结果。

表7反应原料以及产物检测结果

实施例8

将3g柠檬酸和3g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：1)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、DMSO和DMF的体积比按照表8中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表8，表8为反应原料以及产物检测结果。

表8反应原料以及产物检测结果

实施例9

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、DMSO和DMF的体积比按照表9中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表9，表9为反应原料以及产物检测结果。

表9反应原料以及产物检测结果

实施例10

将3g柠檬酸和9g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：3)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、DMSO和DMF的体积比按照表10中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表10，表10为反应原料以及产物检测结果。

表10反应原料以及产物检测结果

实施例11

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、DMSO和DMF的体积比按照表11中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在120℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表11，表11为反应原料以及产物检测结果。

表11反应原料以及产物检测结果

实施例12

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、DMSO和DMF的体积比按照表12中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在180℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表12，表12为反应原料以及产物检测结果。

表12反应原料以及产物检测结果

实施例13

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、DMSO和DMF的体积比按照表13中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应2小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表13，表13为反应原料以及产物检测结果。

表13反应原料以及产物检测结果

实施例14

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、DMSO和DMF的体积比按照表14中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应8小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表14，表14为反应原料以及产物检测结果。

表14反应原料以及产物检测结果

实施例15

将3g柠檬酸和3g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：1)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油和DMF的体积比按照表15中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表15，表15为反应原料以及产物检测结果。

表15反应原料以及产物检测结果

实施例16

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油和DMF的体积比按照表16中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液，即荧光纳米碳点的原溶液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

对上述制备得到的荧光纳米碳点的原溶液在日光以及紫外灯的条件下进行光学拍照，结果见图1，图1为实施例16制备的荧光纳米碳点在日光(上)及紫外光(下)条件下的光学照片。其中，图1中上部分的7个石英比色皿分别盛放CDot1～CDot7的荧光纳米碳点的原溶液在日光下的光学照片，从左至右分别为CDot 1、CDot 2、CDot 3、CDot 4、CDot 5、CDot6、CDot 7；下部分的7个石英比色皿为CDot1～CDot7的荧光纳米碳点的原溶液在紫外灯条件下的光学照片，从左至右分别为CDot1、CDot 2、CDot 3、CDot 4、CDot 5、CDot 6、CDot 7。由图1可知，本发明制备得到的纳米碳点具有良好的发光特性，在紫外灯条件下，可以呈现深蓝色、蓝色、青色、绿色、黄色、橙色、红色。

将上述制备得到的荧光纳米碳点的原溶液在365nm激发下进行荧光检测，结果见图2，图2为实施例16制备得到的荧光碳纳米点的原溶液在365纳米激发下的荧光光谱。

将上述制备得到的荧光碳纳米点进行透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜观察，并进行粒径统计，结果见图3，图3为实施例16制备的荧光碳纳米点CDot 1、CDot 4和CDot 7的透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)照片及其粒径统计直方图。其中，a：CDot 1；b：CDot 4；c：CDot 7。由图3可知，本发明制备得到的碳纳米点的的尺寸在0～10纳米之间，且不为0。

对上述制备得到的荧光碳纳米点(CDot 4)进行原子力显微观察，结果见图4，图4为实施例16中制备的碳纳米点CDot 4的原子力显微照片(AFM)。由图4可知，CDot 4的粒径为2～5纳米

对上述制备得到的纳米碳点CDot 1、CDot 4和CDot 7进行X射线光电子能谱分析(XPS)，结果见图5，图5为实施例16制备的纳米碳点CDot 1、CDot 4和CDot 7的X射线光电子能谱分析(XPS)图，其中，a：全谱；b：氧元素谱。

将上述制备的荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测以及荧光量子效率测定，结果分别见图6和表16，表16为反应原料以及产物检测结果。图6为实施例16制备的荧光碳纳米点水溶液的吸收光谱和最优发射光谱。

表16反应原料以及产物检测结果

实施例17

将3g柠檬酸和9g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：3)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油和DMF的体积比按照表17中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表17，表17为反应原料以及产物检测结果。

表17反应原料以及产物检测结果

实施例18

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油和DMF的体积比按照表18中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在120℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表18，表18为反应原料以及产物检测结果。

表18反应原料以及产物检测结果

实施例19

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油和DMF的体积比按照表19中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在180℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表19，表19为反应原料以及产物检测结果。

表19反应原料以及产物检测结果

实施例20

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油和DMF的体积比按照表20中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应2小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表20，表20为反应原料以及产物检测结果。

表20反应原料以及产物检测结果

实施例21

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油和DMF的体积比按照表21中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表21，表21为反应原料以及产物检测结果。

表21反应原料以及产物检测结果

实施例22

将3g柠檬酸和3g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：1)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的体积比按照表22中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表22，表22为反应原料以及产物检测结果。

表22反应原料以及产物检测结果

实施例23

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的体积比按照表23中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表23，表23为反应原料以及产物检测结果。

表23反应原料以及产物检测结果

实施例24

将3g柠檬酸和9g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：3)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的体积比按照表24中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表24，表24为反应原料以及产物检测结果。

表24反应原料以及产物检测结果

实施例25

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的体积比按照表25中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在120℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表25，表25为反应原料以及产物检测结果。

表25反应原料以及产物检测结果

实施例26

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的体积比按照表26中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在180℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应4小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表26，表26为反应原料以及产物检测结果。

表26反应原料以及产物检测结果

实施例27

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：3)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的体积比按照表27中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应2小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表27，表27为反应原料以及产物检测结果。

表27反应原料以及产物检测结果

实施例28

将3g柠檬酸和6g尿素作为反应原料作为反应原料(反应原料混合比例为1：2)，溶解于30ml的反应溶剂中，得到无色通明溶液。其中，所述反应溶剂为水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的混合溶液，其中，反应溶剂中水、甘油、乙酸、DMSO和DMF的体积比按照表28中所示的比例进行反应。

将所述无色透明溶液钢衬聚四氟乙烯反应釜中，在160℃的条件下密闭加热进行溶剂热反应8小时，得到反应混合液；

将所述反应混合液与60毫升乙醇混合，以8000转/分钟的转速离心5分钟；去除上层液体(去掉残余的反应物及反应溶剂)，将沉淀溶于60毫升乙醇中重复离心3次，至上层液体较为透彻为止，取沉淀，冻干，冻干温度为-50℃，冻干时间为36小时，得到荧光碳纳米点。

将所述荧光纳米碳点进行激发和发射波长检测，结果见表28，表28为反应原料以及产物检测结果。

表28反应原料以及产物检测结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。