[发明专利]一种以蛋黄为碳源的生物质碳量子点的制备方法

说明书

本发明公开了一种以蛋黄为碳源的生物质碳量子点的制备方法，具体为：将鸡蛋加入H₂O中进行加热，之后分离蛋白和蛋黄，将蛋黄使用研钵碾碎，干燥，得到蛋黄粉末；之后将蛋黄粉末进行水热处理，得到水热产物；再将水热产物进行钝化处理，过滤后预冷，最后再进行冷冻干燥，即可得到生物质碳量子点。使用蛋黄作为碳源，经过水热碳化和钝化增强，得到生物质碳量子点。另外，该方法原料来源广泛、制备工艺简单、设备成本低、新颖、绿色环保。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种以蛋黄为碳源的生物质碳量子点的制备方法。

背景技术

量子点是指尺寸小于激发子波尔半径，具有量子限域效应的半导体纳米微粒。由于量子限域效应，量子点具有与微粒直径和化学组成相关的荧光发射，而且这些量子点能够通过表面复合半导体材料增强其光学和光化学性能。目前已经在量子点在电化学能量转换、催化、药物识别等领域得到良好的应用。但是由于商品化的高质量量子点主要由镉等毒性大的重金属元素组成，从而使其范围收到了限制。因此，寻求一种具有荧光性且无毒的替代材料成为新世纪以来的研究热点。

碳量子点是一种粒径少于10nm的纳米碳材料。由于碳量子点既具有相似于传统半导体量子点可调的激发/发射波长、强光致发光、特殊的双光子激发(上转换荧光)、以及良好的电化学性能等优点，又能够有效地克服传统半导体量子点高毒性和生物相容性差的缺陷，并且来源广泛，易于合成和功能化，被认为是理想的替代材料。基于上述优异的性能，碳量子点的应用研究已经拓展到生物成像、疾病治疗、光电装置、传感、和防伪油墨印刷等多个领域。

碳量子点的合成主要分为两类，即为通过物理或者化学方法使材料尺寸变小直达纳米级的“自下而上”法，如通过热处理、微波辐射辅助合成等方法从含碳有机物如柠檬酸、碳水化合物和聚合物制备碳量子点。“自上而下”法指通过化学、电化学或物理方法，从更大的“碳结构”中剥离得到碳量子点，这些更大的“碳结构”包括：纳米金刚石、石墨、碳纳米管、活性炭和氧化石墨等。都可以在前处理、制备过程中或后续处理中对得到的碳量子点进行尺寸控制、表面钝化、杂原子掺杂或形成纳米复合物等多种方式的调控以改善其物化性能，以适应不同应用领域的需要。

目前，这些方法使用的原料多为不可再生的化石能源，而且在制备过程中多伴随着复杂的工艺，较高的成本和一定的污染。因此，采用来源广泛、价格低廉、天然无毒环境有好的生物质材料制作碳量子点引起了人们的广泛注意。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以蛋黄为碳源的生物质碳量子点的制备方法，具有绿色环保、操作简便、设备成本低的优点。

本发明所采用的技术方案是，一种以蛋黄为碳源的生物质碳量子点的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将鸡蛋加入H₂O中进行加热，之后分离蛋白和蛋黄，将蛋黄使用研钵碾碎；

步骤2、将经步骤1后得到的碾碎蛋黄放入鼓风烘箱中进行干燥，得到蛋黄粉末；

步骤3、将经步骤2后得到的蛋黄粉末进行水热处理，得到水热产物；

步骤4、将经步骤3后得到的水热产物进行钝化处理，过滤后预冷，最后再进行冷冻干燥，即可得到生物质碳量子点。

本发明的特点还在于，

步骤1中，加热温度为80℃-100℃，加热时间为10-20min。

步骤2中，干燥时间为24-48h；干燥温度为80-120℃。

步骤3中，水热处理的具体过程为：将蛋黄粉末和尿素与H₂O混合，超声处理，之后转入高压反应釜中，进行水热反应；蛋黄粉末、尿素与H₂O的质量比为0.2-0.8：0.2-1：20-40。