[发明专利]一种高分散性g-C3N4量子点的制备方法

说明书

本发明公开了一种高分散性g‑C₃N₄量子点的制备方法，包括如下步骤：1)将乙腈和有机溶剂搅拌均匀，得混合反应溶剂；2)将二氰二氨搅拌溶解于步骤1)所得混合反应溶剂中，得前驱体溶液；3)将前驱体溶液加热进行溶剂热反应，然后进行分离提纯，得高分散性g‑C₃N₄量子点。本发明涉及的制备方法简单，原料便宜易得，反应温度低，工序简单，产量高，得到的g‑C₃N₄量子点稳定无毒、高分散性、强荧光性，在生物荧光成像等相关领域有着不可估量的应用价值。

技术领域

本发明属于纳米荧光材料以及催化剂技术领域，具体涉及一种高分散性g-C₃N₄量子点的制备方法。

背景技术

近年来，有机染料、半导体量子点和稀土元素掺杂量子点探针已经被应用于生物细胞荧光探针成像。生物细胞荧光成像，要求探针具有较低的细胞毒性和光毒性。而有机染料和含有重金属量子点探针的快速光漂白以及有限的光子吸收截面，无疑会限制其在生物细胞荧光探针成像领域的广泛应用。目前，石墨烯量子点和碳点已经被广泛应用于生物细胞荧光探针成像。g-C₃N₄是一个层状的无金属半导体，层间距离约为0.33nm，以其具有优异的光催化性能而知名。类似于石墨烯，g-C₃N₄具有π共轭电子结构和沿单层结构的刚性C-N平面，表明其具有潜在的荧光特性。特别地，g-C₃N₄量子点具有良好的生物相容性、荧光量子产率高、稳定无毒的特性，在生物细胞荧光探针成像领域有着潜在的广泛应用。

目前，g-C₃N₄量子点的制备主要是通过液相剥离大块g-C₃N₄，如热剥离法，机械剥离法。虽然液相剥离法能够成功地制备出超薄g-C₃N₄纳米片以及g-C₃N₄量子点，但是这种方法的产量低、尺寸大、操作繁琐，极大地限制了g-C₃N₄量子点的应用。现在，我们通过溶剂热一步法成功合成g-C₃N₄量子点，操作简单，产量高，为未来g-C₃N₄材料的研究和应用提供了新的思路。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高分散性g-C₃N₄量子点的制备方法，该方法简单易行、原料成本低廉、反应条件温和，且产物产量大，重复性好，制备的g-C₃N₄量子点具有良好的生物相容性，荧光量子产率高、稳定无毒，适用于生物荧光探针成像等相关领域。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高分散性g-C₃N₄量子点的制备方法，包括如下步骤：

1)将乙腈和有机溶剂搅拌均匀，得混合反应溶剂；

2)将二氰二氨搅拌溶解于步骤1)所得混合反应溶剂中，得前驱体溶液；

3)将前驱体溶液加热进行溶剂热反应，然后进行分离提纯，得高分散性g-C₃N₄量子点。

上述方案中，所述有机溶剂为二乙二醇。

上述方案中，所述乙腈和有机溶剂的体积比为1:(0.02～20)。

上述方案中，步骤2)中二氰二氨的质量与混合反应溶剂的体积之比为1:(10～500)g/mL。

上述方案中，所述搅拌溶解时间为0.5～12h。