[发明专利]一种鸡蛋中提取的荧光碳量子点、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光纳米材料、制备方法及其应用，更具体地说涉及一种鸡蛋中提取的荧光碳量子点、制备方法及其应用。

背景技术

荧光纳米粒子以其优异的光学和电学性能，在生物医药和光电器件等领域具有广泛的应用前景。最近研究者们发现典型的荧光纳米粒子，如CdTe，CdSe，PbS等半导体量子点材料，由于含有重金属元素，不仅对生物体产生毒副作用，而且也会对环境产生严重污染，大大限制了该类量子点在生物和环保领域的应用。

与半导体量子点相比，近来年兴起的荧光碳量子点以其优异的光学性能、良好的生物相容性以及无毒无污染等优势受到了广泛的关注，被认为是一种最为理想的荧光标记和检测材料。目前报道制备碳量子点的方法主要包括激光器轰击剥落法、微波合成法、电化学氧化法、化学氧化法和高温热解法等，采用的原料主要有石墨烯、碳纳米管、活性炭、蜡烛灰和小分子化合物等。但是，这些方法比较复杂和耗时，采用的原料大多比较昂贵，而且产物需要经过强酸回流处理或表面修饰等手段才能保证碳量子点稳定的光学性能，限制了荧光碳量子点的大规模生产和实际应用。因此，寻找廉价易得、天然无毒的原料，利用简易有效的方法快速制备光学性能优异的荧光碳量子点显得尤为必要。此外，拓展碳量子点的应用领域进而逐渐替代半导体量子点也是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从鸡蛋中提取的荧光碳量子点，这类碳量子点天然无毒，原料价廉，具有较强的荧光发射光谱，发光颜色随激发波长可调，在多种溶剂中荧光效率较高，性能稳定。

本发明的另一目的在于提供一种荧光碳量子点的制备方法，该方法基于低温等离子体直接对样品进行本体处理，能够在几分钟内获得产物，进而实现荧光碳量子点快速有效的制备，而且碳量子点的荧光发射强度随着等离子体处理时间的变化可调。

本发明的再一目的在于提供一种荧光碳量子点的应用，将制备的荧光碳量子点水溶液配制成具有一定粘度和表面张力的荧光纳米墨水，并用于喷墨打印技术，获得理想的荧光图案。

本发明主要通过以下技术方案来实现：

本发明的鸡蛋中提取的荧光碳量子点是由以下方法制备而成：

a、利用蛋清分离器将新鲜的蛋清和蛋黄完全分离，使用前置于冰箱中冷藏；

b、将分离后的蛋清或蛋黄置于玻璃皿中，利用低温等离子体直接对其进行本体处理，得到黑色固体产物；

c、将黑色固体产物分散于溶剂中，磁力搅拌后进行超声处理，使样品分散均匀；

d、将所得的悬浊液离心除去沉淀，再用超滤膜对上清液进行分离，收集滤过液，干燥后得到荧光碳量子点。

本发明的鸡蛋中提取的荧光碳量子点，其进一步的技术方案是步骤b中所述的低温等离子体反应器处理电压为50～100V，电流为1～3A，处理时间为1～5min。

本发明的鸡蛋中提取的荧光碳量子点，其进一步的技术方案还可以是步骤c中所述的溶剂为水、乙醇、三氯甲烷、二氯甲烷、四氢呋喃、正己烷、丙酮或N，N’-二甲基丙烯酰胺，溶剂用量使黑色固体产物的质量分数为0.01～2g/L；步骤c中所述的超声处理是在100w功率超声清洗仪中进行的，超声频率为40kHz，超声时间为10～30min。

本发明的鸡蛋中提取的荧光碳量子点，其进一步的技术方案还可以是步骤d中所述的离心速度为8000～12000rpm，离心时间为5～15min；步骤d中所述的分离是采用1～30kDa范围内的截留分子量的超滤膜对上清液进行分离。

本发明的荧光碳量子点的制备方法，其包括以下步骤：

a、利用蛋清分离器将新鲜的蛋清和蛋黄完全分离，使用前置于冰箱中冷藏；

b、分别将分离后的蛋清和蛋黄置于玻璃皿中，利用低温等离子体直接对其进行本体处理，得到黑色固体产物；

c、将黑色产物分散于溶剂中，磁力搅拌后进行超声处理，使样品分散均匀；

d、将所得的悬浊液离心除去沉淀，再用超滤膜对上清液进行分离，收集滤过液，干燥后得到荧光碳量子点。

本发明的荧光碳量子点的制备方法，其进一步的技术方案还是步骤b中所述的低温等离子体反应器处理电压为50～100V，电流为1～3A，处理时间为1～5min。

本发明的荧光碳量子点的制备方法，其进一步的技术方案还可以是步骤c中所述的溶剂为水、乙醇、三氯甲烷、二氯甲烷、四氢呋喃、正己烷、丙酮或N，N’-二甲基丙烯酰胺，溶剂用量使黑色固体产物的质量分数为0.01～2g/L；步骤c中所述的超声处理是在100w功率超声清洗仪中进行的，超声频率为40kHz，超声时间为10～30min。