[发明专利]一种氮掺杂碳量子点及其制备方法和应用

说明书

本发明属于碳纳材料技术领域，具体涉及一种氮掺杂碳量子点及其制备方法和应用，该制备方法包括如下步骤：将花生皮粉末、超纯水加入容器中混合，得到的花生粉‑超纯水混合溶液转移至高压加热反应釜中，高温反应一段时间；待反应完成后冷却、过滤、透析、离心除杂，得到配置好的氮掺杂碳量子点。本发明以花生皮为原材料，通过一步水热法，将花生皮粉配比超纯水的混合物一步水热法制成的氮掺杂碳量子点，具有良好的荧光性能和水溶性；通过研究发现碳量子点的猝灭效率与孔雀石绿浓度变化呈线性关系，因此基于孔雀石绿的猝灭现象，可实现对孔雀石绿的定量测定。

技术领域

本发明属于碳纳材料技术领域，具体涉及一种氮掺杂碳量子点及其制备方法和应用。

背景技术

随着碳纳材料的发展，碳点(CDs)作为一种新兴的发光碳纳米材料，由于其出色的光学和化学特性而受到了广泛的关注。碳点作为尺寸小于10nm的荧光纳米粒子，与有机荧光染料和常规半导体量子点相比，CDs具有独特的性能，例如易于制备和功能化，良好的水溶性，高的光稳定性，优异的生物相容性和生物标记潜力，被广泛应用于荧光传感、光电设备，生物成像和生物医学等方面。

随着染料色素等在人类的衣食住行中的大量使用，染料对环境、人体的危害也逐渐引起人们的注意。含有染料的废水排放到水体中，会改变原本水体中的颜色，染料多为有机物，在水体中不易降解。食用一定量的色素会造成不孕不育、畸胎，甚至会在体内转化成致癌物。所以，寻找一种高效快速检测染料的方法至关重要。与其他技术相比，荧光探针通过构建的基团对目标进行响应，从而改变探针的荧光光谱信号，完成对某些物质的检测，荧光探针因为选择性好、高效便捷的特点成为检测染料的首要选择。

目前食品中合成色素的检测方法主要有高效液相色谱法、薄层色谱法、液相色谱-质谱联用法、分光光度法、电化学传感器法、表面增强拉曼散射法。而荧光法测定色素较为少见，与其他技术相比，构建荧光探针通过改变探针的荧光光谱信号对目标进行响应，从而完成对某些物质的检测。因此，荧光光度法具有检测简单迅速、专一性、可实现对检测物定性及定量分析等优点。

发明内容

本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种氮掺杂碳量子点及其制备方法和应用。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种氮掺杂碳量子点的制备方法，包括如下步骤：

1)取花生皮作为原材料，将花生皮干燥碾碎至粉末状态，按照0.01-0.03g/mL的配比将花生皮粉末、超纯水加入容器中混合，得到花生粉-超纯水混合溶液；

2)将花生粉-超纯水混合溶液转移至高压加热反应釜中，再将高压加热反应釜置于180-220℃高温下反应，反应时间为4-6h；

3)待反应完成后，将反应后的溶液放置于15-25℃温度下进行冷却；

4)冷却完成后使用滤纸过滤其中大颗粒，过滤完成后将其置入处理好的透析袋并放置于超纯水中进行透析，透析时间为12-36h；

5)透析完成后通过离心去除其中杂质，得到的橙黄色澄清液体即为配置好的氮掺杂碳量子点。

进一步地，如上所述述氮掺杂碳量子点的制备方法，步骤1)中，按照0.02g/mL的配比将花生皮粉末、超纯水加入容器中混合。

进一步地，如上所述述氮掺杂碳量子点的制备方法，步骤2)中，将高压加热反应釜置于200℃高温下，维持高温时间为4-6h。

进一步地，如上所述述氮掺杂碳量子点的制备方法，步骤3)中，待反应完成后，将反应后的溶液放置于20℃温度下进行冷却。

进一步地，如上所述述氮掺杂碳量子点的制备方法，步骤4)中，透析时间为24h。