本發(fā)明涉及碳納米材料，特別涉及一種以蠶沙為原料制備熒光碳點的方法及其制備的熒光碳點。

背景技術(shù)：

熒光碳點是一種具有類似量子點光致發(fā)光性能的新型熒光碳納米材料。熒光碳點自2004年被xu等(j.am.chem.soc.,2004,126,12736-12737)合成和發(fā)現(xiàn)以來，由于其優(yōu)異的發(fā)光性、良好的熒光穩(wěn)定性、無閃爍現(xiàn)象、水溶性、低毒性、生物兼容性和價格較低廉，使得它迅速成為熒光材料里頭的明星材料。熒光碳點可應(yīng)用于化學(xué)/生物傳感、生物成像、光熱診療、發(fā)光器件的發(fā)光材料、光催化降解有機污染物、光電儲能等領(lǐng)域，其極具取代有毒重金屬類量子點的潛力。目前熒光碳點的制備方法主要有物理法、化學(xué)法、電化學(xué)法等方法。制備熒光碳點的碳源主要有碳材料、碳納米材料、有機小分子、有機聚合物、生物質(zhì)等。

雖然熒光碳點制備方法和制備原料較多，但探索一種原料綠色簡單、環(huán)境友好的制備方法，對熒光碳點的研究具有重要意義。目前，利用綠色原料來合成熒光碳點是當(dāng)前熒光碳點綠色合成研究的熱點，采用的綠色原料主要有糖類(專利申請?zhí)朿n201410844156.8)；蛋白質(zhì)類(專利申請?zhí)朿n201410841997.3)；水果類(專利申請?zhí)朿n201510929542.1)等。但上述綠色原料價格不太便宜，而且有些綠色原料獲取也不容易，不利于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用推廣。

蠶是一種常見鱗翅目昆蟲，在國內(nèi)有廣泛的飼養(yǎng)，其吐的蠶絲是絲綢的主要原料來源。蠶絲是一種天然的蛋白質(zhì)，可用于熒光碳點的合成(angew.chem.int.ed.2013,52,8151-8155；j.mater.chem.b,2013,1,2858-2873)。但蠶絲的價格較貴，用其制備熒光碳點性價比不高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用推廣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述技術(shù)缺陷，提供一種以蠶沙為原料制備熒光碳點的方法及其制成的熒光碳點，其制備方法簡單，原料綠色且來源廣泛易得，價格便宜，變廢為寶，易于實現(xiàn)熒光碳點的規(guī)?；凸I(yè)化生產(chǎn)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種以蠶沙為原料制備熒光碳點的方法，其包括下列步驟：

(1)取一定量干燥的蠶沙，去除里面的殘敗枯葉和細(xì)小塵土等雜質(zhì)，并將除雜的蠶沙粉碎得到蠶沙粉末；

(2)取步驟(1)得到的蠶沙粉末，經(jīng)一定溫度和一定時間進(jìn)行高溫直接碳化或水熱碳化，自然冷卻到室溫；

(3)將步驟(2)得到的產(chǎn)物加入去離子水超聲處理，得到分散均勻的懸濁液，懸濁液經(jīng)離心提取得到上清液；

(4)將步驟(3)得到的上清液進(jìn)行微孔濾膜過濾、透析、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、冷凍干燥，最終得到熒光碳點粉末。

上述方案中，所述步驟(2)中，高溫直接碳化在高溫爐中進(jìn)行，處理溫度為160-400℃，反應(yīng)時間為1-14h。

所述步驟(2)中，高溫直接碳化也可在微波爐中進(jìn)行，處理功率為200-1000w，反應(yīng)時間為2-60min。

所述步驟(2)中，水熱碳化法為：取適量蠶沙粉末，加入適量去離子水，置于反應(yīng)釜中于烘箱或馬弗爐中，處理溫度為120-250℃，反應(yīng)時間為1-16h。

所述步驟(2)中，水熱碳化法也可為：取適量蠶沙粉末，加入適量去離子水，置于反應(yīng)釜中于微波爐中，處理功率為200-1000w，反應(yīng)時間為1-30min。

所述步驟(3)中，超聲功率為500w，超聲時間為5-180min；離心速度為4000-10000r/min，離心時間為5-30min。

所述步驟(4)中，微孔濾膜孔徑為0.22μm；透析采用1000-3500da的透析袋，透析時間為5-36h。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種上述以蠶沙為原料制備熒光碳點的方法制備的熒光碳點。

為了解決現(xiàn)有熒光碳點綠色制備方法的原料相對不便宜且某些原料獲取不容易等問題，本發(fā)明特提出了以蠶沙為原料制備熒光碳點的方法，本方法以蠶沙為原料通過直接高溫碳化或水熱碳化得到熒光碳點，方法簡單，原料綠色且易得，價格便宜，變廢為寶，得到的熒光碳點產(chǎn)率高、水溶性好、穩(wěn)定性好，易于實現(xiàn)熒光碳點的規(guī)?；凸I(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明制備的熒光碳點的透射電鏡圖。

圖2是本發(fā)明制備的熒光碳點的紫外-可見光譜圖。

圖3是本發(fā)明制備的熒光碳點在不同激發(fā)波長下的熒光光譜圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

實施例1

取一定量干燥的蠶沙，去除里面的殘敗枯葉和細(xì)小塵土等雜質(zhì)，將除雜的蠶沙粉碎得到蠶沙粉末。取2g蠶沙粉末，加入適量去離子水，置于反應(yīng)釜中于馬弗爐中，200℃下處理16h后取出，自然冷卻至室溫；在功率為500w的超聲波清洗器中超聲處理10min，得到分散均勻的懸濁液，懸濁液經(jīng)8000r/min離心10min提取上清液，將獲得的上清液用0.22μm的微孔濾膜過濾，然后用3500da透析袋透析16h，將透析后的溶液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，然后于-50℃下冷凍干燥，最終得到熒光碳點粉末。

實施例2

實施例2與實施例1的不同之處在于，取1.5g蠶沙粉末，加入適量去離子水，置于反應(yīng)釜中于微波爐中，500w下處理5min后取出，自然冷卻至室溫，在功率為500w的超聲波清洗器中超聲處理10min，得到分散均勻的懸濁液，懸濁液經(jīng)10000r/min離心20min，將獲得的上清液用0.22μm的微孔濾膜過濾，然后用3500da透析袋透析24h，將透析后的溶液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，然后于-50℃下冷凍干燥，最終得到熒光碳點粉末。

實施例3

實施例3與實施例1的不同之處在于，取5g蠶沙粉末，放入瓷舟置于馬弗爐中進(jìn)行碳化。250℃下處理8h后取出，自然冷卻至室溫。將獲得的產(chǎn)物加入50ml去離子水在功率為500w的超聲波清洗器中超聲處理20min，得到分散均勻的懸濁液，懸濁液經(jīng)5000r/min離心10min提取上清液，將獲得的上清液用0.22μm的微孔濾膜過濾，然后用2000da透析袋透析36h，將透析后的溶液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，然后于-50℃下冷凍干燥，最終得到熒光碳點粉末。

實施例4

實施例4與實施例1的不同之處在于，取3.5g蠶沙粉末，放入瓷舟置于微波爐中進(jìn)行碳化。500w下處理30min后取出，自然冷卻至室溫，將獲得的產(chǎn)物加入40ml去離子水在功率為500w的超聲波清洗器中超聲處理30min，得到分散均勻的懸濁液，懸濁液經(jīng)6000r/min離心10min提取上清液，將獲得的上清液用0.22μm的微孔濾膜過濾，然后用3000da透析袋透析12h，將透析后的溶液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，然后于-50℃下冷凍干燥，最終得到熒光碳點粉末。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。