[发明专利]石墨烯量子点及其制备方法

说明书

本发明涉及石墨烯量子点领域，具体涉及石墨烯量子点及其制备方法，石墨烯量子点的制备方法，包括以下步骤，①取石墨粉块与熔盐催化剂机械混合；②取步骤①中的混料经预热处理并保温；③取步骤②保温后的混料直接升温并保温；④将步骤③中的混料降温到室温后，水浸泡处理，获取悬浮液；⑤取步骤④中的悬浮液，经离心过滤获得石墨烯量子点产品。本发明的石墨烯量子点的制备方法造价低、石墨化程度高、成品质量好、可适用于大规模生产。

技术领域

本发明涉及石墨烯量子点领域，特别是涉及一种石墨烯量子点及其制备方法。

背景技术

石墨烯量子点(Graphene quantum dot)是准零维的纳米材料，其内部电子在各方向上的运动都受到局限，所以量子局限效应特别显著，具有许多独特的性质。这或将为电子学、光电学和电磁学领域带来革命性的变化。应用于太阳能电池、电子设备、光学染料、生物标记和复合微粒系统等方面。石墨烯量子点在生物、医学、材料、新型半导体器件等领域具有重要潜在应用。能实现单分子传感器，也可能催生超小型晶体管或是利用半导体激光器所进行的芯片上通讯用来制作化学传感器、太阳能电池、医疗成像装置或是纳米级电路等等。

对于石墨烯量子点的制备，目前一般采用‘自下而上’或‘自上而下’两种策略，前者以有机物为原料，经过合成得到大尺寸芳香烃乃至石墨烯量子点，后则以石墨或石墨烯为原料，经切割、氧化和强酸处理获得石墨烯量子点。

自下而上的合成，产品往往存在石墨化度低、杂质多难分离等问题，而自上而下的方法，大部分需要采用石墨烯为材料，并经过各类切割处理，因此造价高，产品往往含有大量含氧光能团和缺陷，在用以电子器件时会严重影响品质。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种造价低、石墨化程度高、成品质量好、可适用于大规模生产的石墨烯量子点及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：石墨烯量子点及其制备方法，包括以下步骤，①取石墨粉块与熔盐催化剂机械混合；②取步骤①中的混料经预热处理并保温；③取步骤②保温后的混料直接升温并保温；④将步骤③中的混料降温到室温后，水浸泡处理，获取悬浮液；⑤取步骤④中的悬浮液，经离心过滤获得石墨烯量子点产品。

对上述技术方案的进一步改进为，步骤①中，石墨粉块与熔盐催化剂的质量比为1：2～1：8。

对上述技术方案的进一步改进为，步骤①中，石墨粉块为工业级石墨粉，灰分不大于0.05，水分不高于0.02，碳含量99％以上，500-15000目。

对上述技术方案的进一步改进为，步骤①中，熔盐催化剂为碳酸铯熔盐。

对上述技术方案的进一步改进为，步骤②中，预处理保温的温度为300-450℃，保温时间为0.5-1.5h。

对上述技术方案的进一步改进为，步骤③中，保温的温度为550-650℃，保温时间为1-2h。

对上述技术方案的进一步改进为，步骤④中，浸泡处理时采用去离子水处理，并通过超声分离获取悬浮液。

对上述技术方案的进一步改进为，步骤⑤中，先离心20-40min，以除去残留的起始物料，再透析1-3d。

石墨烯量子点，采用权利要求1-8中任一项所述的制备方法制得。

本发明的有益效果为：