甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，包括以下步驟：1)甘蔗渣前處理；2)配制濃度為0.05～0.2g/ml的聚乙二醇水溶液；3)將前處理得到的甘蔗渣加入所述聚乙二醇溶液中，攪拌；并置于200℃下，反應12h，得黑色溶液；4)過濾所述黑色溶液，得濾液；5)透析所述濾液；6)恒溫條件下將透析液蒸發(fā)得到水溶性碳量子點。本發(fā)明專利技術合成的水溶性碳量子點具有水溶性好、熒光穩(wěn)定、生物相容性好，無污染、無毒的優(yōu)點，在生物標記、病理檢測、信號傳輸?shù)确矫娑季哂休^大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應用前景。

Method for synthesizing water-soluble carbon quantum dots from Bagasse

The invention discloses a method for bagasse synthesis of water-soluble carbon quantum dots, which comprises the following steps: 1) of bagasse before treatment; 2) with a concentration of 0.05 to polyethylene glycol aqueous solution of 0.2g/ml; 3) bagasse pretreatment by stirring the polyethylene glycol solution, and reaction in 200; C, 12h, a black solution; 4) filtering the black solution, the filtrate; 5) dialysis of the filtrate; 6) under the condition of constant temperature the dialysate evaporation of water soluble carbon quantum dots. The synthesis of water-soluble carbon quantum dots have good water solubility, fluorescence stability, good biocompatibility, no pollution, non-toxic advantages, has great development potential and broad application prospects in the fields of biological labeling, pathology detection and signal transmission.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術屬于熒光材料制備
，具體涉及一種甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法。
技術介紹
半導體量子點(Quantumdots，QDs)因其具有良好的光學、電學及光電學性質(zhì)，在生物標記、生物醫(yī)學和光電子器件等研究領域有著廣泛的應用前景。但是常規(guī)半導體量子點在制備的過程中必然會引入重金屬元素，對環(huán)境和人類健康具有潛在的危害性，因此開發(fā)無毒、環(huán)境友好型，且具有與半導體量子點類似的新型熒光納米材料成為大家關注的焦點。碳量子點的制備方法目前主要有兩種：自上而下法和自下而上法。自上而下的合成方法，即從較大的碳結構剝落制備碳納米顆粒的物理方法，再通過聚合物表面鈍化的方式使其有效發(fā)光，主要包括電弧放電、激光剝蝕、電化學氧化、電子書輻射等。該方法往往需要嚴格的實驗條件和特殊的能源，成本高，而且獲得的碳量子產(chǎn)率比較低。自下而上的合成方法，即通過熱解或碳化合適的前驅(qū)物直接合成熒光碳量子點，方法包括：燃燒法、熱液碳化法、超聲法等，但這類方法所采用的往往都是不可再生能源且需要嚴格的后期處理，所以也不利于持續(xù)并規(guī)模生產(chǎn)熒光碳量子點。因此，尋找廉價易得、天然無毒的原料，利用簡易有效的方法快速制備異性優(yōu)異且高量子產(chǎn)率的碳量子點顯得尤其重要。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。本專利技術還有一個目的是提供一種甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，包括以下步驟：1)甘蔗渣前處理；2)配制濃度為0.05～0.2g/ml的聚乙二醇水溶液；3)將前處理得到的甘蔗渣加入所述聚乙二醇溶液中，攪拌；并置于200℃下，反應12h，得黑色溶液；4)過濾所述黑色溶液，得濾液；5)透析所述濾液；6)恒溫條件下將透析液蒸發(fā)得到水溶性碳量子點。優(yōu)選的是，所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟3)中，置于200℃，反應12h，具體為：置于反應釜的聚四氟乙烯襯套中，反應溫度200℃，反應12h。優(yōu)選的是，所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟6)中，蒸發(fā)，具體為旋轉蒸發(fā)；恒溫為60℃恒溫。優(yōu)選的是，所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述前處理包括：清洗、干燥、粉碎。優(yōu)選的是，所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟2)中聚乙二醇水溶液的濃度為0.1g/ml，所用聚乙二醇的分子量為1500。優(yōu)選的是，所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述透析，具體為采用剪切分子量1000的透析袋，透析48小時。優(yōu)選的是，所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟4)中，采用砂芯漏斗進行過濾。優(yōu)選的是，所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述水溶性碳量子點應用于生物標記、防偽標記以及免疫層析產(chǎn)品領域。優(yōu)選的是，所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述前處理具體為：將甘蔗渣粉碎，按重量比1:1混合甘蔗渣與磁化水，于氮氣氛圍下55℃蒸煮3h，向其中加入纖維素酶，所述纖維素酶重量為所述甘蔗渣重量的3％，混合均勻，30℃保持60min，過濾，得濾渣；混合再高壓擠壓至濾渣含水量低于8％；將濾渣置于爐中進行灼燒處理，再自然冷卻，灼燒過程往爐中通入氮氣直至濾渣冷卻，以保證灼燒過程和冷卻過程爐中均為氮氣氛圍，即得經(jīng)前處理的甘蔗渣。本專利技術至少包括以下有益效果：1.本專利技術用生活中廢棄的甘蔗渣為碳源，采用水熱法一步合成水溶性碳量子點，碳源豐富，并且可解決生活廢棄物的回收利用，合成過程簡易，全過程綠色環(huán)保，可大量制備。2.本專利技術合成的水溶性碳量子點具有水溶性好、熒光穩(wěn)定、生物相容性好，無污染、無毒的優(yōu)點，在生物標記、病理檢測、信號傳輸?shù)确矫娑季哂休^大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應用前景。3.本專利技術制備的水溶性碳量子點量子產(chǎn)率高，高達94.1％。本專利技術的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本專利技術的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。附圖說明圖1為本專利技術得到的水溶性碳量子點的熒光激發(fā)和熒光發(fā)射圖譜；圖2為實施例2制備的水溶性碳量子點的量子產(chǎn)率圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。實施例1一種甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，包括以下步驟：1)甘蔗渣前處理；2)配制濃度為0.05～0.2g/ml的聚乙二醇水溶液；3)將前處理得到的甘蔗渣加入所述聚乙二醇溶液中，攪拌；并置于200℃下，反應12h，得黑色溶液；4)過濾所述黑色溶液，得濾液；5)透析所述濾液；6)恒溫條件下將透析液蒸發(fā)得到水溶性碳量子點。優(yōu)選的是，所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟3)中，置于200℃，反應12h，具體為：置于反應釜的聚四氟乙烯襯套中，反應溫度200℃，反應12h。所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟6)中，蒸發(fā)，具體為旋轉蒸發(fā)；恒溫為60℃恒溫。所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述前處理包括：清洗、干燥、粉碎。所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟2)中聚乙二醇水溶液的濃度為0.1g/ml，所用聚乙二醇的分子量為1500。所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述透析，具體為采用剪切分子量1000的透析袋，透析48小時。所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟4)中，采用砂芯漏斗進行過濾。實施例2一種甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，包括以下步驟：1)甘蔗渣前處理；2)配制濃度為0.1g/ml的聚乙二醇水溶液；3)將前處理得到的甘蔗渣加入所述聚乙二醇溶液中，攪拌；并置于200℃下，反應12h，得黑色溶液；4)過濾所述黑色溶液，得濾液；5)透析所述濾液；6)恒溫條件下將透析液蒸發(fā)得到水溶性碳量子點。優(yōu)選的是，所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟3)中，置于200℃，反應12h，具體為：置于反應釜的聚四氟乙烯襯套中，反應溫度200℃，反應12h。所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟6)中，蒸發(fā)，具體為旋轉蒸發(fā)；恒溫為60℃恒溫。所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述前處理包括：清洗、干燥、粉碎。所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟2)中聚乙二醇水溶液的濃度為0.1g/ml，所用聚乙二醇的分子量為1500。所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述透析，具體為采用剪切分子量1000的透析袋，透析48小時。所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟4)中，采用砂芯漏斗進行過濾。實施例3一種甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，包括以下步驟：1)甘蔗渣前處理；2)配制濃度為0.2g/ml的聚乙二醇水溶液；3)將前處理得到的甘蔗渣加入所述聚乙二醇溶液中，攪拌；并置于200℃下，反應12h，得黑色溶液；4)過濾所述黑色溶液，得濾液；5)透析所述濾液；6)恒溫條件下將透析液蒸發(fā)得到水溶性碳量子點。優(yōu)選的是，所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟3)中，置于200℃，反應12h，具體為：置于反應釜的聚四氟乙烯襯套中，反應溫度200℃，反應12h。所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述步驟6)中，蒸發(fā)，具體為旋轉蒸發(fā)；恒溫為60℃恒溫。所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，所述前處理包括：清洗本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，其特征在于，包括以下步驟：1)甘蔗渣前處理；2)配制濃度為0.05～0.2g/ml的聚乙二醇水溶液；3)將前處理得到的甘蔗渣加入所述聚乙二醇溶液中，攪拌；并置于200℃下，反應12h，得黑色溶液；4)過濾所述黑色溶液，得濾液；5)透析所述濾液；6)恒溫條件下將透析液蒸發(fā)得到水溶性碳量子點。

【技術特征摘要】
1.一種甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，其特征在于，包括以下步驟：1)甘蔗渣前處理；2)配制濃度為0.05～0.2g/ml的聚乙二醇水溶液；3)將前處理得到的甘蔗渣加入所述聚乙二醇溶液中，攪拌；并置于200℃下，反應12h，得黑色溶液；4)過濾所述黑色溶液，得濾液；5)透析所述濾液；6)恒溫條件下將透析液蒸發(fā)得到水溶性碳量子點。2.如權利要求1所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，其特征在于，所述步驟3)中，置于200℃，反應12h，具體為：置于反應釜的聚四氟乙烯襯套中，反應溫度200℃，反應12h。3.如權利要求1所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，其特征在于，所述步驟6)中，蒸發(fā)，具體為旋轉蒸發(fā)；恒溫為60℃恒溫。4.如權利要求1所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，其特征在于，所述前處理包括：清洗、干燥、粉碎。5.如權利要求1所述的甘蔗渣合成水溶性碳量子點的方法，其特征在于，所述步驟2)中聚乙二醇水溶液的濃度為0.1g...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：黃珊，肖琦，楊二利，
申請(專利權)人：廣西師范學院，
類型：發(fā)明
國別省市：廣西;45