【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于碳納米材料，具體涉及一種煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法。
技術介紹
1、作為一種新型的碳納米材料，碳量子點具有優良的光致發光性能、良好的化學穩定性和較大的比表面積等諸多優點，致使碳量子點在痕量物質檢測、生物成像、藥物輸送、合成化學、材料科學和能量存儲領域具有廣泛的應用前景。
2、煤和煤衍生物分布廣泛、儲量大、價格低，含碳量高且富含芳環結構，是制備碳量子點的理想碳源。然而，煤及其衍生物結構復雜，導致合成的碳量子點性質存在不確定性，如何實現碳量子點的穩定制備是一個難題。此外，現有相對高效的碳量子點制備方法需采用大量強氧化劑，例如濃硫酸等，容易造成嚴重的環境污染，且所得產物熒光量子產率普遍較低。上述問題極大地限制了熒光碳量子點的大規模生產及工業應用。
技術實現思路
1、為解決現有技術中的上述問題，本專利技術提供了一種煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法，該方法以煤瀝青為原料，采用空氣預氧化以及高鐵酸鉀溶液和雙氧水氧化的方法制備碳量子點，制備的碳量子點水溶性好，熒光性強，過程操作簡便、綠色環保。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了如下技術方案：
3、本專利技術提供了一種，煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法，包括以下步驟：
4、(1)預氧化：將煤瀝青粉碎，在空氣中加熱，之后冷卻；
5、(2)一次氧化：向步驟(1)預氧化后的煤瀝青粉中加入高鐵酸鉀溶液，反應，之后過濾，對所得沉淀洗滌并干燥得到黑色固體；
6、(3
7、作為本專利技術的優選技術方案，步驟(1)中，所述加熱至200～600℃，時間為2～4h。
8、作為本專利技術的優選技術方案，步驟(2)中，所述高鐵酸鉀溶液的濃度為0.8～1.2mol/l，ph為4～5，煤瀝青粉和高鐵酸鉀溶液的質量比為1:(30～50)。
9、作為本專利技術的優選技術方案，步驟(2)中所述反應溫度為40～80℃，時間為1～3h。
10、作為本專利技術的優選技術方案，步驟(3)中，雙氧水的濃度為25～35wt％，黑色固體和雙氧水的質量比為1:(30～60)。
11、作為本專利技術的優選技術方案，步驟(3)中所述反應溫度為40～80℃，時間為1～4h。
12、作為本專利技術的優選技術方案，步驟(3)中所述冷凍干燥的溫度為-55～-45℃。
13、本專利技術還提供了一種根據上述所述的煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法制備得到的碳量子點。
14、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
15、(1)本專利技術使用空氣、高鐵酸鉀溶液和雙氧水等氧化劑代替濃硫酸，反應條件溫和，過程綠色環保安全性高，且可大幅降低化學試劑的成本。
16、(2)本專利技術所用碳源是煤瀝青，來源廣泛，價格低廉。
17、(3)本專利技術方法制備的碳量子點產率及熒光量子產率高。
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1.一種煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述加熱至200～600℃，時間為2～4h。
3.根據權利要求1所述的煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述高鐵酸鉀溶液的濃度為0.8～1.2mol/L，pH為4～5，煤瀝青粉和高鐵酸鉀溶液的質量比為1:(30～50)。
4.根據權利要求1所述的煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法，其特征在于，步驟(2)中所述反應溫度為40～80℃，時間為1～3h。
5.根據權利要求1所述的煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法，其特征在于，步驟(3)中，雙氧水的濃度為25～35wt％，黑色固體和雙氧水的質量比為1:(30～60)。
6.根據權利要求1所述的煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法，其特征在于，步驟(3)中所述反應溫度為40～80℃，時間為1～4h。
7.根據權利要求1所述的煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法，其特征在于，步驟(3)中所述冷凍干燥的溫度
8.一種根據權利要求1～7任一項所述的煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法制備得到的碳量子點。
...【技術特征摘要】
1.一種煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述加熱至200～600℃，時間為2～4h。
3.根據權利要求1所述的煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述高鐵酸鉀溶液的濃度為0.8～1.2mol/l，ph為4～5，煤瀝青粉和高鐵酸鉀溶液的質量比為1:(30～50)。
4.根據權利要求1所述的煤瀝青多級氧化制備碳量子點的方法，其特征在于，步驟(2)中所述反應溫度為40～80℃，時間為1～3...
【專利技術屬性】
技術研發人員：沈月含，王鈺，呂括，李欣宸，張凱藝，黃勝，吳詩勇，李歡，
申請(專利權)人：華東理工大學，
類型：發明
國別省市：
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