一種石墨化熒光碳點的快速制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種石墨化熒光碳點的快速制備方法，是針對目前制備熒光碳點存在的弊端，不使用催化劑和摻雜劑，采用乙炔為碳源、氬氣為載氣，用化學氣相沉積法快速制備石墨化熒光碳點，此制備方法工藝先進、迅速快捷、數(shù)據(jù)翔實精確，產(chǎn)物熒光碳點為棕黃色粉體顆粒，顆粒直徑≤10nm，產(chǎn)物純度好，達99.1%，產(chǎn)物晶格清晰，晶格間距為0.34nm，對應石墨的002晶面，石墨化程度高，導電性能優(yōu)越，是十分理想的石墨化熒光碳點的制備方法。
【專利說明】一種石墨化熒光碳點的快速制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石墨化熒光碳點的快速制備方法，屬碳納米材料的制備及應用的【技術(shù)領域】。
【背景技術(shù)】
[0002]碳點Carbon dots,簡稱⑶s,是一種單分散的形貌,類似球形的碳納米材料,其粒徑小于10nm，因其粒徑小而表現(xiàn)出獨特的尺寸效應，具有電學、光學和電化學性質(zhì)，同時具有良好的水溶性、低毒、生物相容性特點，因此在材料科學、生物化學、電子器件及生物醫(yī)學方面具有廣闊的應用前景。
[0003]目前，碳點的制備方法較多，例如:電化學蝕刻法、激光蝕刻法、電弧放電法、微波法、熱解法等，但大都使用的設備較昂貴，操作復雜，周期長，副產(chǎn)物污染嚴重，合成的碳點發(fā)光穩(wěn)定性差，光學性質(zhì)易受外部干擾，且發(fā)光單一，使碳點的制備和廣泛應用受到很大局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的
[0005]本發(fā)明的目的是針對【背景技術(shù)】的狀況，采用乙炔氣體為碳源，氬氣為載氣，采用化學氣相沉積法快速制備石墨化熒光碳點，以減少污染，提高碳點的石墨化程度，達到快速環(huán)保制備的目的。
[0006]技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明使用的化學物質(zhì)材料為:乙炔、氬氣、無水乙醇、去離子水，其準備用量如下:以厘米3、毫升為計量單位
[0008]乙塊:C2H24800cm3 ± 10cm3
[0009]IS氣:Ar120000cm3 ± 10cm3
[0010]無水乙醇:CH3CH2OH300mL±10mL
[0011]去離子水:H2010mLilOmL
[0012]制備方法如下:
[0013](I)精選化學物質(zhì)材料
[0014]對制備使用的化學物質(zhì)材料要進行精選，并進行質(zhì)量純度控制:
[0015]乙炔:氣態(tài)氣體99.99%
[0016]氬氣:氣態(tài)氣體99.99%
[0017]無水乙醇:液態(tài)液體99.7%
[0018]去離子水:液態(tài)液體99.99%
[0019](2)化學氣相合成
[0020]石墨化熒光碳點的化學氣相合成是在管式高溫爐內(nèi)進行的，是以乙炔為碳源、氬氣為載氣，在聞溫加熱狀態(tài)下完成的；[0021]①將石英管置于管式高溫爐內(nèi)的道軌上，在石英管兩端裝入密封膠塞，確定左部為進氣部位、右部為出氣部位；
[0022]②石英管左部進氣部位聯(lián)接乙炔+氬氣的混合氣體箱，石英管右部出氣部位聯(lián)接產(chǎn)物冷卻收集箱；
[0023]③開啟管式高溫爐的電阻加熱器，使石英管內(nèi)溫度升至600°C ±5°C時，向石英管內(nèi)輸入IS氣，IS氣輸入速度200cm3/min,輸入時間15min ；
[0024]④管式高溫爐繼續(xù)升溫至1000°C ±5°C，調(diào)整氬氣輸入速度至700cmVmin ；
[0025]開啟乙炔氣體瓶，向石英管內(nèi)輸入乙炔氣體，乙炔氣體輸入速度80cm3/min，乙炔氣體輸入時間60min ；
[0026]乙炔氣體在高溫加熱、氬氣載流狀態(tài)下將發(fā)生化學形態(tài)轉(zhuǎn)化效應，生成碳點，碳點產(chǎn)物隨氣體流動進入產(chǎn)物冷卻收集箱，廢氣由出氣部位排除；
[0027]碳點生成化學反應式如下:
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種石墨化熒光碳點的快速制備方法，其特征在于: 使用的化學物質(zhì)材料為:乙炔、氬氣、無水乙醇、去離子水，其準備用量如下:以厘米3、毫升為計量單位
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨熒光碳點的快速制備方法，其特征在于: 石墨化熒光碳點的化學氣相合成是在管式高溫爐內(nèi)進行的，是以乙炔氣體為碳源、氬氣為載氣，在聞溫加熱狀態(tài)下完成的； 管式高溫爐為臥式，管式高溫爐(I)下部為電控箱(2)，在電控箱(2)上設有顯示屏(3)、指示燈(4)、電源開關(guān)(5)、電阻加熱控制器(6);在管式高溫爐⑴內(nèi)中間位置設有電阻加熱器(7)，在管式高溫爐(I)的爐腔內(nèi)底部設有道軌(25)，在道軌(25)上設置石英管(8)，石英管(8)左部由第一堵塞(9)堵住并密封，石英管(8)右部由第二堵塞(10)堵住并密封；在管式高溫爐(I)的左部設有乙炔瓶(11)、氬氣瓶(14)，乙炔瓶(11)上部由乙炔管 (12)、乙炔閥(13)聯(lián)接混合氣體箱(17)，氬氣瓶(14)由氬氣管(15)、氬氣閥(16)聯(lián)接混合氣體箱(17)，混合氣體箱(17)通過氣體表(18)、進氣管(24)、第一堵塞(9)向石英管(8)內(nèi)輸入混合氣體(19);在管式高溫爐(I)的右部設有產(chǎn)物冷卻收集箱(20)，產(chǎn)物冷卻收集箱(20)上部通過出氣閥(23)、出氣管(22)、第二堵塞(10)聯(lián)通石英管(8)，石英管(8)內(nèi)的混合氣體(19)在化學形態(tài)轉(zhuǎn)換效應下生成熒光碳點(26)，并通過出氣管(22)進入產(chǎn)物冷卻收集箱(20)內(nèi)，熒光碳點(26)沉積在產(chǎn)物冷卻收集箱內(nèi)底部，廢氣通過出氣孔(21)排出。
【文檔編號】B82Y40/00GK104030267SQ201410205305
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】楊永珍, 閆翎鵬, 劉旭光, 楊維佳, 趙永強, 許并社 申請人:太原理工大學