[发明专利]用于从煤和焦炭制备石墨烯量子点的方法

权利要求书

1.一种从碳源制备石墨烯量子点的方法,其中所述方法包含:

将所述碳源暴露于氧化剂,

其中所述碳源选自下组：煤、焦炭及其组合,和

其中使所述碳源暴露于氧化剂导致形成所述石墨烯量子点。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳源包含煤，其中该煤选自下组：无烟煤、烟煤、次烟煤、变性烟煤、沥青质、沥青、泥煤、褐煤、动力煤、石化石油及其组合。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳源包含焦炭。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳源包含烟煤。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳源包含无烟煤。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂包含酸。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述酸选自下组：硫酸、硝酸、磷酸、次磷酸、发烟硫酸、盐酸、发烟硫酸、氯磺酸及其组合。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂是硫酸和硝酸的混合物。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂选自下组：高锰酸钾、高锰酸钠、次磷酸、硝酸、硫酸、过氧化氢及其组合。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂是高锰酸钾、硫酸和次磷酸的混合物。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述碳源暴露于氧化剂包含在所述氧化剂存在下对所述碳源进行超声处理。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述碳源暴露于氧化剂包含在所述氧化剂存在下加热所述碳源。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在至少约100℃的温度下进行该加热。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在约100℃-约150℃的温度下进行该加热。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤：将形成的石墨烯量子点与氧化剂分离。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述分离包括：

中和包含形成的石墨烯量子点的溶液,

过滤该溶液,和

透析该溶液。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤：提高所述石墨烯量子点的量子产率。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，通过水热处理石墨烯量子点、使用一种或多种碱处理石墨烯量子点、使用一种或多种氢氧化物处理石墨烯量子点、使用一种或多种掺杂剂处理石墨烯量子点以及这些处理的组合，来进行所述石墨烯量子点的量子产率的提高。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，通过水热处理石墨烯量子点，来进行所述石墨烯量子点的量子产率的提高。

20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤：对形成的石墨烯量子点进行还原。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述还原包含将形成的石墨烯量子点暴露于还原剂。

22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述还原剂选自下组：肼、硼氢化钠、热量、光、硫、硫化钠、硫氢化钠及其组合。

23.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成的石墨烯量子点的直径是约1nm-约50nm。

24.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳源是烟煤,且其中形成的石墨烯量子点的直径是约1nm-约5nm。

25.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳源是无烟煤,且其中形成的石墨烯量子点的直径是约10nm-约50nm。

26.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳源是焦炭,且其中形成的石墨烯量子点的直径是约2nm-约10nm。

27.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤：控制形成的石墨烯量子点的直径。