一种氮掺杂碳量子点的制备方法

1.本发明涉及一种纳米材料的制备技术领域，具体涉及一种氮掺杂碳量子点及其制备方法。


背景技术：

2.碳量子点是一种被广泛研究的纳米材料，尺寸一般小于100nm。碳量子点具有生物相容性好、低成本等特点，在催化、生物、光电等领域有广泛的应用前景。
3.目前碳量子点依然存在原料利用率第、荧光量子产率低等问题，通过氮掺杂碳量子点，可以调节荧光波长范围，提高催化性能等优势。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氮掺杂碳量子点的制备方法。制备的量子点溶液合成简便，荧光性好等特点。
5.本发明的一种氮掺杂碳量子点的制备方法，包括如下步骤：(1)提供一种氮源水溶液和一种碳源水溶液；(2)将步骤(1)的两种水溶液进行混合，得到混合溶液；(3)对混合溶液进行磁力搅拌的同时，使用脉冲激光对混合溶液进行辐射；(4)对辐射后的混合溶液进行高速离心，并收集上清液；(5)对上清液进行透析，而后真空干燥，得到氮掺杂碳量子点。
6.进一步，所述步骤(1)的氮源包括尿素、氨基酸、二甲基乙二胺的一种或几种；所述的碳源为柠檬酸水溶液、柠檬酸钠、葡萄糖的一种或几种。
7.进一步，所述步骤(2)中混合溶液的氮源与碳源的摩尔比为1:2~1:5。
8.进一步，所述步骤(3)的磁力搅拌的转速为100~1000rpm。
9.进一步，所述步骤(3)的脉冲激光的输出波长为266nm、355nm、532nm或1064nm中的一种；所述的脉冲激光的频率为20~60khz；脉冲激光的功率为20-50w；所述的辐射时间为30-120分钟。
10.进一步，所述步骤(4)的高速离心转速为8000rpm-10000rpm，离心5-20分钟。
11.进一步，所述步骤(5)中的透析袋的截留分子量为1000，透析处理为每隔6-8小时换水1次，共换水3-4次。
12.本发明得到的氮掺杂碳量子点具有粒径小，分布均匀和生物相容性等特点，可以广泛应用于催化、分析检测、细胞成像和生物医药等领域。另外采用的方法简便，实用性强，操作工艺简单，适合未来大规模生产。
附图说明
13.图1为实施例1中得到的氮掺杂碳量子点的tem图。
14.图2为实施例1中得到的氮掺杂碳量子点的荧光图。
具体实施方式
15.根据本发明所述技术方案选取具体实例进行说明如下：实施例1(1)提供尿素溶液和柠檬酸钠溶液；(2)将尿素溶液和柠檬酸溶液混合，得到混合溶液，混合溶液中尿素和柠檬酸的摩尔比为1:5；(3)对混合溶液进行转速为200rpm磁力搅拌的同时，使用波长为355nm、功率为30w、频率为30khz的脉冲激光对混合溶液进行60分钟的辐射；(4)对辐射后的混合溶液进行10000rpm的高速离心10分钟，并收集上清液；(5)对上清液进行透析，而后真空干燥，得到氮掺杂碳量子点。
16.从说明书附图1可以看到合成的纳米颗粒的粒径小。从说明书附图2可以看到量子点具有较好的荧光性。


技术特征：
1.一种氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)提供一种氮源水溶液和一种碳源水溶液；(2)将步骤(1)的两种水溶液进行混合，得到混合溶液；(3)对混合溶液进行磁力搅拌的同时，使用脉冲激光对混合溶液进行辐射；(4)对辐射后的混合溶液进行高速离心，并收集上清液；(5)对上清液进行透析，而后真空干燥，得到氮掺杂碳量子点。2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的氮源包括尿素、氨基酸、二甲基乙二胺的一种或几种；所述的碳源为柠檬酸水溶液、柠檬酸钠、葡萄糖的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中混合溶液的氮源与碳源的摩尔比为1:2~1:5。4.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)的磁力搅拌的转速为100~1000rpm。5.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)的脉冲激光的输出波长为266nm、355nm、532nm或1064nm中的一种；所述的脉冲激光的频率为20~60khz；脉冲激光的功率为20-50w；所述的辐射时间为30-60分钟。6.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)的高速离心转速为8000rpm-10000rpm，离心5-20分钟。7.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的透析的截留分子量为1000，透析处理为每隔6-8小时换水1次，共换水3-4次。

技术总结
本发明公开了一种氮掺杂碳量子点的制备方法，采用将氮源水溶液与碳源水溶液混合，并脉冲激光对水溶液进行辐射，从而得到氮掺杂碳量子点。本发明制备的量子点，具有粒径小，分布均匀等特点，可以广泛应用于催化、分析检测、细胞成像和生物医药等领域。胞成像和生物医药等领域。胞成像和生物医药等领域。


技术研发人员：汪敏 杨强
受保护的技术使用者：西南大学
技术研发日：2021.08.01
技术公布日：2023/2/6