一种基于聚乙二醇与五氧化二磷制备碳量子点的方法.pdf

本发明涉及一种以聚乙二醇作为碳源，基于五氧化二磷的脱水反应，制备得到碳量子点的方法。该方法具体步骤是将聚乙二醇和蒸馏水混合均匀，然后将其快速倒入放有五氧化二磷的烧杯中，得到亮黄色的碳量子点。该方法使用绿色无毒，成本低廉的化学试剂作原料，借助简化操作流程，合成的碳量子点尺寸分布均匀，并且具有好的水溶性、分散性、稳定性及荧光性能，完善了碳量子点的绿色合成方法，具有广阔的应用前景。

1.  一种基于聚乙二醇与五氧化二磷制备碳量子点的方法，其特征在于制备步骤为： 
a、以一定量的聚乙二醇为碳源，加入到一定体积的蒸馏水中，超声分散，备用； 
b、称取一定量的五氧化二磷放到烧杯中，将步骤a中的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。 

2.  根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，聚乙二醇系列为聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇3000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000等。 

3.  根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，聚乙二醇的用量为0.1～2g；蒸馏水的体积为1～5ml。 

4.  根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤b中，五氧化二磷的用量为2～5g。 

一种基于聚乙二醇与五氧化二磷制备碳量子点的方法
技术领域
本发明涉及一种以聚乙二醇为碳源，基于五氧化二磷的脱水作用制备碳量子点的方法。
背景技术
量子点是由有限数目的原子组成，三个维度尺寸均在纳米数量级。量子点一般为球形或类球形，是由半导体材料通常由IIB～VIB或IIIB～VB元素组成制成的。由于这些量子点一般有毒，对环境也有很大的危害，使用后不易处置。所以科学家们寻求基于一些良性的化合物制备量子点。相对金属量子点而言，碳量子点也有光致荧光和电致荧光特性，但对生物和环境毒害作用很小，具有很好的生物相容性，且制备成本低廉。因此在生物工程，分析检测、太阳能工程等领域具有广泛的应用前景，代表着发光纳米粒子的研究进入了一个新的阶段。
聚乙二醇也称为聚环氧乙烷或聚氧乙烯，是指环氧乙烷的寡聚物或聚合物。由于该系列产品无毒、无刺激性，具有良好的水溶性，因此在化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业中均有着极为广泛的应用。
然而在以往碳量子点的制备过程中，聚乙二醇通常只作为修饰剂出现。本专利提出以聚乙二醇作为碳源，基于五氧化二磷的脱水反应，制备得到一种水溶性好、荧光性能稳定的碳量子点。
发明内容
技术问题：
本发明以聚乙二醇为碳源，五氧化二磷和蒸馏水为原料，基于五氧化二磷脱水反应合成碳量子点，本发明使用绿色无毒，成本低廉的化学试剂作原料，借助于简单的操作流程，合成的碳量子点尺寸分布均匀，并且具有好的水溶性、分散性、稳定性及荧光性能，完善碳量子点的绿色合成方法。
技术方案：
1、本发明是采用如下方案实现的：
a、以将一定量的聚乙二醇为碳源，加入到一定体积的蒸馏水中，超声分散，备用；
b、称取一定量的五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，聚乙二醇系列为聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇3000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000等。
3、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，聚乙二醇的用量为0.1～2g；蒸馏水的体积为1～5ml；
4、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤b中，五氧化二磷的用量为2～5g。
附图说明
图1是本发明制得的碳量子点的高分辨率透射电子显微镜图像。
图2是本发明制得的碳量子点的紫外图谱和不同激发波长的荧光图谱。
具体实施方案
一、制备实例
以下实施例为本发明的一些举例，不应被看做是对本发明的限定。
实施例1
以0.5g聚乙二醇200为碳源，加入到1mL蒸馏水中，超声分散，备用；称取2.5g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
实施例2
以0.1g聚乙二醇400为碳源，加入到2mL蒸馏水中，超声分散，备用；称取3g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
实施例3
以0.2g聚乙二醇800为碳源，加入到3mL蒸馏水中，超声分散，备用；称取4g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
实施例4
以1g聚乙二醇1500为碳源，加入到5mL蒸馏水中，超声分散，备用；称取3.5g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
实施例5
以4g聚乙二醇3000为碳源，加入到3mL蒸馏水中，超声分散，备用；称取5g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
实施例6
以0.4g聚乙二醇4000为碳源，加入到1mL蒸馏水中，超声分散，备用；称取4g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
实施例7
以0.4g聚乙二醇6000为碳源，加入到1mL蒸馏水中，超声分散，备用；称取4g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。
实施例8
以0.7g聚乙二醇8000为碳源，加入到2mL蒸馏水中，超声分散，备用；称取2.5g五氧化二磷放到烧杯中，将离子液体的混合溶液快速倒入烧杯，混合反应物产生泡沫并放热，冷却至室温，然后将得到的溶液进行离心，得到亮黄色或棕黑色的碳量子点溶液。