[发明专利]一种食盐辅助快速制备碳点的方法

说明书

本发明公开了一种食盐辅助快速制备碳点的方法，该方法采用电化学氧化剥离碳源制备碳点，食盐溶液作为电解液，施加电压后氧化剥离石墨棒制备碳点，再经过滤得到碳点水溶液，本发明采用廉价易得的食盐作为电解质大大提高剥离速率，可将制备时间缩短至10min以内，简单易行且原料来源广泛廉价，具有大批量快速制备碳点的应用前景。

技术领域

本发明涉及电化学及纳米材料科学领域，具体是指一种食盐辅助快速制备碳点的方法。

背景技术

碳点是一种尺寸小于10nm分散的类球形碳纳米颗粒，因其光学性能优、环境危害低、生物兼容性好、化学性能稳定而被广泛地研究并应用于生物成像、癌症治疗、光电催化和纳米医药方面。但要真正实现碳点在上述众多领域内的实际应用就必须推进碳点的快速、大规模和规模化生产。目前制备碳点的方法主要有激光消融法、电弧放电法、微波辅助加热法和水热法等，但这些方法往往受原材料昂贵、实验设备特殊、实验条件严苛和制备过程复杂、耗时等因素或某一因素制约，从而限制了其快速、规模和规模化的制备，因此有必要探寻更快捷、更简便和更经济的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种食盐辅助快速制备碳点的方法，包括以下步骤：

(1)取适量盐酸盐溶于蒸馏水中，制成电解液。

(2)取两根石墨棒作为碳源棒，将石墨棒除去渣滓并经过无水乙醇和蒸馏水清洗备用。

(3)将清洗过的两根石墨棒作为电极置于步骤(1)制得的电解液中，两电极之间施加直流电压，反应10分钟，并用磁子持续搅拌溶液。

(4)将步骤(3)氧化剥离后的电解液通过过滤、离心处理，去除较大的碳颗粒，取上清液，得到含碳点溶液。

(5)将步骤(4)制得的含碳点溶液透析除盐后得到纯碳点水溶液。

(6)将步骤(5)制得的纯碳点水溶液经冷冻干燥得到固体粉末状碳点。

进一步地，所述石墨棒做电极时，两根石墨棒之间的间距保持为2厘米。

进一步地，所加直流电压的范围在3-120V。

进一步地，所述电解液的电解质还可以使用氯化钾。

更进一步地，所用电解液的浓度为0.001-6mol/L。

本发明使用食盐溶液作为电解液，石墨棒或碳棒作为电极和碳源插入其中，施加直流电压后石墨棒或碳棒被氧化剥离形成碳点，食盐溶液中的钠离子和氯离子增强溶液的导电性能，加快了氧化剥离过程，大大缩短反应时间，该方法简单易行，原料价廉，能快速、规模化制备碳点。

附图说明

图1是本发明一种食盐辅助快速制备碳点的方法实施例一提供的透射电镜照片(a)、高分辨率透射电镜照片(b)和尺寸分布图(c)。

图2是本发明一种食盐辅助快速制备碳点的方法实施例一提供的紫外线可见光吸收光谱(左)和荧光发射光谱(右)。

图3是本发明一种食盐辅助快速制备碳点的方法实施例二提供的的透射电镜照片(a)、尺寸分布图(b)。

具体实施方式

实施例一

(1)取适量食盐溶于蒸馏水中，制成电解液，电解液浓度为0.1mol/L。

(2)取两根石墨棒作为碳源棒，将石墨棒除去渣滓并经过无水乙醇和蒸馏水清洗备用。

(3)将清洗过的两根石墨棒作为电极置于步骤(1)制得的电解液中并保持间距为2厘米，在两电极之间施加15V直流电压，反应10分钟，并用磁子持续搅拌溶液。