[发明专利]一种金刚石型碳量子点和制备方法及其应用

权利要求书

1.一种金刚石型碳量子点的制备方法，所述金刚石型碳量子点是碳原子数为6-1000的疏水性有机碳源在油水界面通过催化氧化方法获得，得到的碳量子点具有金刚石结构，表面修饰有亲水性基团，单个碳量子点的粒径为1-10nm，碳量子点可自组装为平均粒径20nm-1000nm的碳球；所述亲水性基团为羟基、羧基、巯基、氨基或酰胺基中的一种或几种；所述碳量子点是将含碳原子数为6-1000的疏水性有机碳源、非必须可溶性过渡金属盐、水、氧化剂和非必须助剂，在0-100℃下反应0.01-200小时，在油水界面通过催化氧化方法，得到碳量子点，其中：有机碳源用量占原材料总量的0.1-50wt％，非必须可溶性过渡金属盐占原材料总量的0-20wt％，水用量占原材料总量的49.9-99.8wt％，氧化剂用量占原材料总量的0.1-30wt％，非必需助剂用量占原材料总量的0-20wt％；

其特征在于具体步骤如下：

（1）将非必须可溶性过渡金属盐和水加入反应釜中，控制温度为5-100℃，100-5000rpm转速下搅拌混合或超声混合，让可溶性过渡金属盐在水中溶解完全；

（2）将含碳原子数为6-1000的疏水性有机碳源、非必须助剂加入到步骤（1）所得产物中，100-5000rpm的转速下搅拌混合或超声混合；

（3）将氧化剂加入到步骤（2）所得产物中，在0-100℃温度下，反应0.01-200小时，即可得到金刚石型碳量子点。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于将步骤（3）所得金刚石型碳量子点在5000-2000转/分钟转速下离心分离，加水洗涤，在0-100℃温度下干燥，可以得到金刚石型碳量子点的粉末。

3.根据权利要求1所述的金刚石型碳量子点的制备方法，其特征是含碳原子数为6-1000、具有疏水性有机碳源，为液体状态、不溶于水或微溶于水的碳原子数为6-1000的有机含碳化合物，包括不溶于水或微溶于水的液体C₆-C₁₀₀₀的芳香族化合物、C₆-C₁₀₀₀的丙烯酸酯、C₆-C₁₀₀₀的甲基丙烯酸酯、C₆-C₁₀₀₀的液体烷烃、C₆-C₁₀₀₀的液体烯烃、C₆-C₁₀₀₀的液体环烷烃或C₆-C₁₀₀₀的液体环烯烃中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的金刚石型碳量子点的制备方法，其特征是非必须可溶性过渡金属无机盐包括可溶性过渡金属硫酸盐、可溶性过渡金属氯化物、可溶性过渡金属硝酸盐、可溶性过渡金属磷酸盐、可溶性过渡金属氯酸盐、可溶性过渡金属高氯酸盐或可溶性过渡金属碳酸盐中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的金刚石型碳量子点的制备方法，其特征是氧化剂为无机氧化剂和有机氧化剂，包括过氧化物、次氯酸盐、过硫酸盐、高锰酸盐、重铬酸盐、过碳酸盐、过硼酸盐或卤素中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的金刚石型碳量子点的制备方法，其特征是非必需助剂包括pH调节剂或无机电解质中的一种或几种。