[发明专利]利用分子筛制备石墨烯量子点的方法

说明书

本发明提供了一种利用分子筛制备石墨烯量子点的方法，具有这样的特征，以下步骤：步骤一，将前驱物与分子筛以一定比例混合得到混合溶液；步骤二，将混合溶液通过水热法进行处理得到合成物；步骤三，将合成物进行离心得到含有石墨烯量子点的石墨烯量子点‑分子筛；步骤四，将石墨烯量子点‑分子筛在70～100℃的条件下进行搅拌，脱附出石墨烯量子点。通过本方法制备的石墨烯量子点尺寸分布均匀、纯度高、量子产率高，解决了水热法制备的石墨烯量子点存在粒径分布不均匀，杂质含量高的问题。该方法工艺简单、容易操作，并且可以按照实际需要制备不同粒径的石墨烯量子点。

技术领域

本发明涉及一种制备石墨烯量子点的方法，具体涉及一种利用分子筛制备石墨烯量子点的方法。

背景技术

石墨烯量子点是准零维的纳米材料，其尺寸大小在1～10nm间，具有显著的量子限域效应和边界效应，表现出良好的化学惰性、生物相容性和较低的生物毒性，应用到生物成像、疾病检测、光电器件和能源相关等领域。

水热法是常用的石墨烯量子点的制备方法之一。水热法与其它制备方法相比，其制备的工艺简单，不需要强酸强碱等腐蚀液。但是，水热法制备的石墨烯量子点存在粒径分布不均匀，杂质含量高的问题。这一问题不仅使石墨烯量子点的品质下降，还影响了石墨烯量子点的量子产率。

发明内容

本发明是为了解决水热法制备的石墨烯量子点存在粒径分布不均匀，杂质含量高的问题而进行的，目的在于提供一种利用分子筛制备石墨烯量子点的方法。

本发明提供了一种利用分子筛制备石墨烯量子点的方法，具有这样的特征，以下步骤：步骤一，将前驱物与分子筛以一定比例混合得到混合溶液；步骤二，将混合溶液通过水热法进行处理得到合成物；步骤三，将合成物进行离心得到含有石墨烯量子点的石墨烯量子点-分子筛；步骤四，将石墨烯量子点-分子筛在70～100℃的条件下进行搅拌，脱附出石墨烯量子点。

在本发明提供的利用分子筛制备石墨烯量子点的方法，还可以具有这样的特征：其中，分子筛的孔径大小为3nm、5nm、8nm以及10nm中的任意一个尺寸。

在本发明提供的利用分子筛制备石墨烯量子点的方法，还可以具有这样的特征：其中，分子筛为MCM-41分子筛、SBA-15分子筛以及FDU-12分子筛中的任意一种。

在本发明提供的利用分子筛制备石墨烯量子点的方法，还可以具有这样的特征：其中，前驱物与分子筛以质量比为1:1～1:10范围内的任意一种比例混合。

在本发明提供的利用分子筛制备石墨烯量子点的方法，还可以具有这样的特征：其中，水热法的处理温度为160℃，处理时间为15h。

在本发明提供的利用分子筛制备石墨烯量子点的方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤四的加热方式为直接水浴加热或采用冷凝回流的方式进行加热。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的利用分子筛制备石墨烯量子点的方法，因为在前驱物中加入分子筛，使得通过水热法处理后得到石墨烯量子点只有与分子筛的孔径大小相似才可以进入分子筛的孔内部形成石墨烯量子点-分子筛，从而与溶液中其他尺度的石墨烯量子点和杂质进行分离。经过离心后得到石墨烯量子点-分子筛。石墨烯量子点-分子筛中的石墨烯量子点在70～100℃的条件下可以从分子筛的孔内部脱附出去从而得到石墨烯量子点。所以，通过本方法制备的石墨烯量子点尺寸分布均匀、纯度高、量子产率高。

该方法不仅工艺简单该、容易操作，而且在70～100℃的低温条件下即可实现脱附，耗能较低。

附图说明

图1是本发明的实施例中获得的氮掺杂石墨烯量子点的透射电子显微镜(TEM)谱图；

图2是本实施例中原始氮掺杂石墨烯量子点和实施例制备的氮掺杂石墨烯量子点的荧光光谱。