CN106560445B - 一种液相反应制备硼掺杂石墨烯量子点的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为硼掺杂石墨烯量子点的制备提供了一种高效、简便、廉价的液相反应法，通过一步反应制备硼掺杂石墨烯量子点。步骤包括：取适量糖和硼酸为反应物，用去离子水进行溶解；将得到的溶液转移至水热反应釜中，恒温反应数小时；反应结束后，待反应釜冷却至室温，取出溶液用透析袋进行透析、纯化，即可得到硼掺杂石墨烯量子点溶液。本发明采用液相法一步反应制备硼掺杂石墨烯量子点，具有成本低、工艺简单、可规模生产的优点，且产物水溶性好、尺寸均匀。

Description

一种液相反应制备硼掺杂石墨烯量子点的方法
技术领域
本发明涉及一种硼掺杂石墨烯量子点的制备方法，尤其涉及到一种高效、简便的液相反应制备方法，属于纳米材料制备技术领域。
背景技术
自石墨烯被成功剥离以来，因其丰富和独特的物理、化学特性以及潜在的巨大应用价值，已成为近年来的研究热点。但石墨烯零带隙的特点限制了它的深入应用，因此研究人员采用光刻、边缘修饰、引入外加电压、掺杂异质元素、氢化石墨烯等方法来调整石墨烯的带隙，使其具备半导体特性，以便进一步拓展石墨烯在光电、传感、催化及生物成像等领域的应用。
异质原子掺杂可以赋予石墨烯各种新颖或者改善的光学性质、物理化学性质、电磁性质以及结构性质等，是目前调控石墨烯带隙最有效的方法之一。目前，常用的石墨烯掺杂技术有化学气相沉积、离子注入、氧化石墨烯掺杂等，掺杂元素多见于氮、硫、氯等。
公布号为CN104764782 A（申请号为201510170878.4）的中国专利——“一种用于检测 miRNA-20a 的硼掺杂石墨烯量子点电化学发光传感器的制备及其应用”中，采用浓硫酸和石墨粉在强氧化剂的作用下生成石墨氧化物，再与硼酸反应生成硼掺杂石墨烯棒，以此为工作电极，石墨棒为对电极，通过电化学反应制备硼掺杂石墨烯量子点。本发明的技术与上述不同，本发明的技术涉及一种简便的液相反应，通过一步便可制备得到硼掺杂石墨烯量子点。
发明内容
本发明为硼掺杂石墨烯量子点的制备提供了一种工艺简便、成本低廉且高效的方法，通过液相反应一步制得硼掺杂石墨烯量子点。
本发明提供的一种简便、高效的硼掺杂石墨烯量子点（B-GQDs）的制备方法，按照以下步骤进行：（1）取适量糖和硼酸固体为反应物，用去离子水为溶剂，搅拌使其溶解均匀；（2）将第一步配置的溶液转移到水热反应釜中，恒温反应数小时；（3）反应结束后，待反应物冷却至室温，取反应液用透析袋进行透析、纯化，即可得到硼掺杂石墨烯量子点溶液。
本发明的制备工艺具有以下优点：（1）制备过程一步完成。石墨烯量子点的合成与硼掺杂同时进行，在一步反应中完成。（2）产物水溶性好。制备得到的硼掺杂石墨烯量子点表面含有多种亲水性官能团，使其具有良好的水溶性。（3）可规模生产。本发明制备技术简单，工艺成本低廉，所需的反应物均为市场常规原料，具备批量生产能力。
本发明通过简单的一步液相反应，制备出具有水溶性的硼掺杂石墨烯量子点，有望在光电子、生物成像、催化等领域进行应用。
附图说明
图1是硼掺杂石墨烯量子点透射电镜图像。
图2是硼掺杂石墨烯量子点的X射线光电子能谱图（XPS B1S）。
图3是硼掺杂石墨烯量子点在波长为440 nm激发光下的光致发光谱图。
具体实施例
实施例1：称取0.5克蔗糖，0.25克硼酸，加入40毫升去离子水，待反应物充分溶解后将其转移至水热反应釜中，放置于170℃的恒温箱中恒温4小时。反应结束后，待反应釜冷却至室温，取出反应后的溶液，用透析袋进行透析、纯化，时间为15分钟，即可得到硼掺杂石墨烯量子点溶液。

Claims (4)

1.一种硼掺杂石墨烯量子点的溶液合成制备方法，其特征在于该方法是通过以下的步骤实现的：第一步，取适量糖和硼酸，加去离子水搅拌使其充分溶解；第二步，将第一步得到溶液转移至水热反应釜中，进行恒温反应，反应温度为170℃，时间为4小时；第三步，反应结束后，取出溶液用透析袋进行透析、纯化，收集产物。
2.根据权利要求1所述的一种硼掺杂石墨烯量子点的溶液合成制备方法，其特征在于，所述的糖是果糖、葡萄糖或蔗糖中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种硼掺杂石墨烯量子点的溶液合成制备方法，其特征在于，第一步糖用量为0.5克，硼酸0.25克，去离子水40毫升。
4.根据权利要求1所述的一种硼掺杂石墨烯量子点的溶液合成制备方法，其特征在于，第三步所述采用透析袋对产物进行透析、纯化，透析时间为10～20分钟。
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