微波合成水溶性碳量子点的方法技术

本发明专利技术公开了一种微波合成水溶性碳量子点的方法，包括以下步骤：1)甘蔗渣前处理；2)制备聚乙二醇水溶液，其浓度为：向每15ml超纯水中加入1～3g丙三醇，置于微波环境中，进行微波处理，得清澈溶液备用；3)将前处理得到的甘蔗渣加入所述步骤2)得到的清澈溶液中，搅拌；再置于微波环境下，进行微波处理，得棕色溶液；4)过滤所述棕色溶液，得滤液；5)透析所述滤液，得透析液；6)恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性碳量子点。本发明专利技术制备出的水溶性碳量子点具有水溶性好、荧光稳定、生物相容性好，无污染、无毒的优点，在生物标记、生物传感和荧光探针等方面具有重要的应用价值。

Method for synthesizing water-soluble carbon quantum dots by microwave

The invention discloses a method for microwave synthesis of water-soluble carbon quantum dots, which comprises the following steps: 1) bagasse pretreatment; 2) preparation of polyethylene glycol aqueous solution, the concentration of each 15ml to add 1 ~ 3G glycerol in pure water, placed in the microwave environment, clear solution by microwave treatment. Standby; 3) will be added to bagasse pretreatment by the step 2) to get the clear solution; mixing, then placed in the microwave environment, microwave treatment, brown solution; 4) filtering the brown solution, the filtrate; 5) of the filtrate to dialysis, dialysis fluid; 6) temperature under the condition of the dialysis liquid evaporation to obtain water soluble carbon quantum dots. The prepared water soluble carbon quantum dots have good water solubility, fluorescence stability, good biocompatibility, no pollution, non-toxic advantages, has important application value in biological labeling, biosensors and fluorescent probe.

【技术实现步骤摘要】
微波合成水溶性碳量子点的方法
本专利技术属于荧光材料制备
，具体涉及一种微波合成水溶性碳量子点的方法。
技术介绍
近年来，荧光碳纳米材料因其具有良好的光学特性和细胞低毒性引起了科研工作者们的广泛研究。它具有较好的光稳定性，且无毒副离子的存在，适用于长时间的检测和示踪的实验，在生物标记和分析检测等方面具有广阔的应用前景。碳量子点(CQDs)呈现出的亲水性、低细胞毒性、化学及光稳定性等优异性质，使其在化学、生物医学、传感学及光电子学领域得到了广泛的关注与应用。碳量子点的制备方法目前主要有两种：自上而下法和自下而上法。自上而下的合成方法，即从较大的碳结构剥落制备碳纳米颗粒的物理方法，再通过聚合物表面钝化的方式使其有效发光，主要包括电弧放电、激光剥蚀、电化学氧化、电子书辐射等。该方法往往需要严格的实验条件和特殊的能源，成本高，而且获得的碳量子产率比较低。自下而上的合成方法，即通过热解或碳化合适的前驱物直接合成荧光碳量子点，方法包括：燃烧法、热液碳化法、超声法等，但这类方法所采用的往往都是不可再生能源且需要严格的后期处理，所以也不利于持续并规模生产荧光碳量子点。因此，寻找廉价易得、天然无毒的原料，利用简易有效的方法快速制备异性优异且高量子产率的碳量子点显得尤其重要。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种微波合成水溶性碳量子点的方法，包括以下步骤：1)甘蔗渣前处理；2)制备聚乙二醇水溶液，其浓度为：向每15ml超纯水中加入1～3g丙三醇，将聚乙二醇溶液置于微波环境中，进行微波处理，得清澈溶液备用；3)将前处理得到的甘蔗渣加入所述步骤2)得到的清澈溶液中，搅拌；再置于微波环境下，进行微波处理，得棕色溶液；4)过滤所述棕色溶液，得滤液；5)透析所述滤液，得透析液；6)恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性碳量子点。优选的是，所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述步骤2)中，置于微波环境下，进行微波处理所，具体为：置于微波合成仪的反应管中，且温度为100℃，反应功率为80W，反应时间为5min。优选的是，所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述步骤3)中，置于微波环境下，进行微波处理所，具体为：置于微波合成仪的反应管中，且温度为160℃，反应功率为200W，反应时间为25min。优选的是，所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述步骤6)中，蒸发，具体为旋转蒸发；恒温，为恒温60℃。优选的是，所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述前处理包括：去糖、洗涤、干燥。优选的是，所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述透析，具体为采用剪切分子量1000的透析袋，透析48小时。优选的是，所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述步骤2)中，所述乙二醇水溶液浓度为：每15ml超纯水中加入2g丙三醇。优选的是，所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述步骤4)中，采用砂芯漏斗进行过滤。优选的是，所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述水溶性碳量子点应用于生物标记、生物传感、荧光探针、防伪标记以及免疫层析产品领域。优选的是，所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述前处理具体为：将甘蔗渣粉碎，按重量比1:1混合甘蔗渣与磁化水，于氮气氛围下55℃蒸煮3h，向其中加入纤维素酶，所述纤维素酶重量为所述甘蔗渣重量的3％，混合均匀，30℃保持60min，过滤，得滤渣；混合再高压挤压至滤渣含水量低于8％；将滤渣置于炉中进行灼烧处理，再自然冷却，灼烧过程往炉中通入氮气直至滤渣冷却，以保证灼烧过程和冷却过程炉中均为氮气氛围，即得经前处理的甘蔗渣。本专利技术至少包括以下有益效果：1.本专利技术直接采用微波法进行水溶性碳量子点的制备，碳源丰富、廉价，有利于对废弃物的回收再利用，制备过程简易，制备全过程无污染、无毒、绿色环保，可大量制备。2.本专利技术制备出的水溶性碳量子点具有水溶性好、荧光稳定、生物相容性好，无污染、无毒的优点，在生物标记、生物传感和荧光探针等方面具有重要的应用价值。3.本专利技术制备的水溶性碳量子点量子产率高，高达94.5％。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术制备的水溶性碳量子点的荧光激发和荧光发射图谱；图2为实施例2制备的水溶性碳量子点的量子产率图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。实施例11)甘蔗渣前处理；2)制备聚乙二醇水溶液，其浓度为：向每15ml超纯水中加入1g丙三醇，将聚乙二醇溶液置于微波环境中，进行微波处理，得清澈溶液备用；3)将前处理得到的甘蔗渣加入所述步骤2)得到的清澈溶液中，搅拌；再置于微波环境下，进行微波处理，得棕色溶液；4)过滤所述棕色溶液，得滤液；5)透析所述滤液，得透析液；6)恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性碳量子点。所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述步骤2)中，置于微波环境下，进行微波处理所，具体为：置于微波合成仪的反应管中，且温度为100℃，反应功率为80W，反应时间为5min。所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述步骤3)中，置于微波环境下，进行微波处理所，具体为：置于微波合成仪的反应管中，且温度为160℃，反应功率为200W，反应时间为25min。所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述步骤6)中，蒸发，具体为旋转蒸发；恒温，为恒温60℃。所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述前处理包括：去糖、洗涤、干燥。所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述透析，具体为采用剪切分子量1000的透析袋，透析48小时。所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述步骤4)中，采用砂芯漏斗进行过滤。实施例21)甘蔗渣前处理；2)制备聚乙二醇水溶液，其浓度为：向每15ml超纯水中加入2g丙三醇，将聚乙二醇溶液置于微波环境中，进行微波处理，得清澈溶液备用；3)将前处理得到的甘蔗渣加入所述步骤2)得到的清澈溶液中，搅拌；再置于微波环境下，进行微波处理，得棕色溶液；4)过滤所述棕色溶液，得滤液；5)透析所述滤液，得透析液；6)恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性碳量子点。所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述步骤2)中，置于微波环境下，进行微波处理所，具体为：置于微波合成仪的反应管中，且温度为100℃，反应功率为80W，反应时间为5min。所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述步骤3)中，置于微波环境下，进行微波处理所，具体为：置于微波合成仪的反应管中，且温度为160℃，反应功率为200W，反应时间为25min。所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述步骤6)中，蒸发，具体为旋转蒸发；恒温，为恒温60℃。所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述前处理包括：去糖、洗涤、干燥。所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述透析，具体为采用剪切分子量1000的透析袋，透析48小时。所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，所述步骤4)中，采用砂芯漏斗进行过滤。实施例31)甘蔗渣前处理；2)制备聚乙二醇水溶液，其浓度为：向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波合成水溶性碳量子点的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)甘蔗渣前处理；2)制备聚乙二醇水溶液，其浓度为：每15ml超纯水中加入1～3g丙三醇，将聚乙二醇溶液置于微波环境中，进行微波处理，得清澈溶液备用；3)将前处理得到的甘蔗渣加入所述步骤2)得到的清澈溶液中，搅拌；再置于微波环境下，进行微波处理，得棕色溶液；4)过滤所述棕色溶液，得滤液；5)透析所述滤液，得透析液；6)恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性碳量子点。

【技术特征摘要】
1.一种微波合成水溶性碳量子点的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)甘蔗渣前处理；2)制备聚乙二醇水溶液，其浓度为：每15ml超纯水中加入1～3g丙三醇，将聚乙二醇溶液置于微波环境中，进行微波处理，得清澈溶液备用；3)将前处理得到的甘蔗渣加入所述步骤2)得到的清澈溶液中，搅拌；再置于微波环境下，进行微波处理，得棕色溶液；4)过滤所述棕色溶液，得滤液；5)透析所述滤液，得透析液；6)恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性碳量子点。2.如权利要求1所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，其特征在于，所述步骤2)中，置于微波环境下，进行微波处理所，具体为：置于微波合成仪的反应管中，且温度为100℃，反应功率为80W，反应时间为5min。3.如权利要求1所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，其特征在于，所述步骤3)中，置于微波环境下，进行微波处理所，具体为：置于微波合成仪的反应管中，且温度为160℃，反应功率为200W，反应时间为25min。4.如权利要求1所述的微波合成水溶性碳量子点的方法，其特征在于，所述步骤6)中，蒸发，具体为旋转蒸发；恒温，为恒温60℃。5.如权利要求1所述的微波合成水溶性碳量子点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄珊，肖琦，杨二利，
申请(专利权)人：广西师范学院，
类型：发明
国别省市：广西,45