一種基于植物葉片水熱法制備碳點的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于植物葉片水熱法制備碳點的方法。將植物葉片轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，加入超純水混合均勻后，于130-250℃下水熱2-15小時；冷卻后過濾得到棕黃色液體，將棕黃色液體用截留量為3500透析袋透析15-48小時，收集透析液；或高速離心，即得熒光碳點。本發(fā)明操作簡單、安全，使用綠色原料，無需使用任何化學(xué)試劑和表面鈍化來輔助合成，可以適用于熒光標(biāo)記、分析、傳感、催化等領(lǐng)域。
【專利說明】一種基于植物葉片水熱法制備碳點的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于植物葉片水熱法制備碳點的方法，尤其是以植物葉片為碳源一步水熱法制備碳點。

【背景技術(shù)】
[0002]碳點(也稱為碳量子點)即粒徑小于1nm的碳粒子，是一種新型的碳材料，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)即成為研究熱點，由于碳點具有良好的光學(xué)性質(zhì)，熒光強度高，光穩(wěn)定性好，耐光漂白等優(yōu)點，且生物相容性好、毒性低，是優(yōu)良的電子受體和電子供體，在生物成像、分析檢測、傳感、光電等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]目前報道的用于制備碳點的方法很多。大體上可以分為兩大類:自上而下的方法和自下而上的方法。自上而下的方法，通常是將碳點從較大碳結(jié)構(gòu)物質(zhì)上刻蝕下來的，包括電弧放電法，激光消融法和電化學(xué)氧化法等，此類方法實驗條件要求高且需要特殊儀器；自下而上的方法，由分子前驅(qū)體合成碳點，包括濕法氧化法、高溫?zé)峤夥?、水熱法、微波輔助合成法、超聲合成法以及載體合成法等，但此類方法多是使用化學(xué)試劑對環(huán)境造成污染，或表面修飾等后續(xù)處理，操作比較復(fù)雜，限制其大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用，因此尋找廉價易得、天然無毒的碳源、簡單直接的制備方法是亟待解決的問題。
[0004]水熱法簡單、高效率，應(yīng)用最為廣泛。Huang等基于草莓汁為碳源合成了碳點并且建立的Hg2+的檢測方法；Adhimoorthy等將橘子皮烘干脫色處理后，水熱法獲得了熒光碳點，雖然使用了綠色的碳源但是存在成本高，或是處理復(fù)雜，不適用于廣泛應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種綠色環(huán)保，操作簡便，成本低廉的一步水熱法制備碳點的方法，不需要使用任何化學(xué)試劑，無需前處理、鈍化來輔助合成，制備簡單易行。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明的一種基于植物葉片水熱法制備碳點的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0008]I)將植物葉片洗凈晾干；
[0009]2)稱取植物葉片并轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，加入超純水混合均勻；
[0010]3)將反應(yīng)釜放置于烘箱中，在溫度130_250°C條件下，水熱反應(yīng)2_15小時；
[0011]4)冷卻至室溫后，過濾，得到棕黃色液體，將棕黃色液體用截留分子量為3500透析袋透析15-48小時,收集透析液；或于1krpm以上轉(zhuǎn)速下,高速離心20_40min,即得突光碳點。
[0012]步驟I)所述的植物葉片碳源是薄荷葉片、曇花分枝、蘆薈葉片、金銀花葉片、扶桑葉片等。
[0013]步驟I)所述的植物葉片碳源是干葉片或者新鮮葉片。
[0014]步驟3)所述的反應(yīng)溫度優(yōu)選150°C以上，反應(yīng)時間優(yōu)選4h以上。
[0015]步驟4)所述的透析時間，優(yōu)選收集24h以后的透析液。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0017]本發(fā)明使用植物葉片為碳源，原料安全易得，成本低，通過一步水熱法碳化制備，操作簡單，條件溫和，過程可控，重復(fù)性好，易于推廣使用。
[0018]本發(fā)明所制備的碳點熒光性質(zhì)穩(wěn)定，耐光漂白能力強，分散性好，具有良好的水溶性和較高的量子產(chǎn)率，可以適用于熒光標(biāo)記、分析、傳感、催化等領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1:碳點的高分辨透射電鏡(HRTEM)圖(對應(yīng)實施例1產(chǎn)物)。
[0020]圖2:碳點的紫外吸收光譜圖，內(nèi)嵌圖為碳點溶液在自然光和紫外燈照射下的照片(對應(yīng)實施例1產(chǎn)物)。
[0021]圖3:碳點的最佳激發(fā)發(fā)射光譜圖(對應(yīng)實施例1產(chǎn)物)。
[0022]圖4:碳點在不同激發(fā)波長下的熒光光譜圖(對應(yīng)實施例1產(chǎn)物)。
[0023]圖5:碳點在不同離子強度溶液中的的熒光變化圖(對應(yīng)實施例1產(chǎn)物)。
[0024]圖6:碳點的突光時間掃描圖(對應(yīng)實施例1產(chǎn)物)。

【具體實施方式】
[0025]下面參照附圖并結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。但是本發(fā)明不限于所給出的例子。
[0026]實施例1
[0027]稱取洗凈晾干的新鮮曇花分枝2.58g，剪碎，轉(zhuǎn)移至25mL反應(yīng)釜中，加水1mL混勻，于180°C下水熱反應(yīng)8.5小時。冷卻至室溫后，過濾，得到棕黃色液體并于1krpm轉(zhuǎn)速下離心25min后，取上清液即得。
[0028]實施例2
[0029]稱取洗凈晾干的干薄荷葉片0.38g,研碎,轉(zhuǎn)移至25mL反應(yīng)爸中，加水15mL混勻，于180°C下水熱反應(yīng)9小時，冷卻至室溫后，過濾并于4000轉(zhuǎn)下離心15min后，得到棕黃色液體，取上清液用截留分子量為3500的透析袋透析24h，收集透析液即得。
[0030]除上述實施例外，本發(fā)明還有可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于植物葉片水熱法制備碳點的方法，其特征是，具體步驟為: 1)將植物葉片洗凈晾干； 2)稱取植物葉片并轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，加入超純水混合均勻； 2)將反應(yīng)釜放置于烘箱中，在溫度130-250°C條件下，水熱反應(yīng)2-15小時； 4)冷卻至室溫后，過濾，得到棕黃色液體，將棕黃色液體用截留分子量為3500透析袋透析15-48小時，收集透析液；或于1krpm以上轉(zhuǎn)速下，高速離心20_30min,即得突光碳點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于植物葉片水熱法制備碳點的方法，其特征在于:所述的制備方法中植物葉片是碳源，采用水熱法制備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于植物葉片水熱法制備碳點的方法，其特征在于:步驟I)所述的植物葉片是薄荷葉片、曇花分枝、蘆薈葉片、金銀花葉片、扶桑葉片等。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于植物葉片水熱法制備碳點的方法，其特征在于:所述的植物葉片是干葉片或者新鮮葉片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于植物葉片水熱法制備碳點的方法，其特征在于:步驟3)所述的反應(yīng)溫度優(yōu)選150°C以上，反應(yīng)時間優(yōu)選4h以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于植物葉片水熱法制備碳點的方法，其特征在于:步驟4)所述的透析時間，優(yōu)選收集24h以后的透析液。
【文檔編號】C09K11/65GK104261386SQ201410542310
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】吳泓毅, 沈永玲, 黃志平, 劉國宏, 汪吉章 申請人:中國人民解放軍防化學(xué)院