CN108910862B - 以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，其特征是：取活性炭，干燥，碾磨成粉末；将粉末状活性炭加入含氧化合物水溶液中，室温下搅拌后升温至30～130℃下反应12～48小时；静置后提取上清部分加入去离子水浓缩5～10次，再经过100‑500D的透析膜透析；然后以去离子水为介质，将含碳纳米颗粒的水溶液与含氨基或其它官能团的化合物混合，加热进行热诱导反应，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；再经后处理，制得碳点。采用本发明，制备的碳纳米颗粒可用于导电等功能填料、成核剂、纳米载体等，制备的碳点可用作荧光标记物、传感或检测探针、光催化剂和LED等光电转换器件中。

Description

以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法
技术领域
本发明属于固体(工业)废弃物活性炭的回收及再利用，涉及以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法。本发明制得的碳纳米颗粒可以用于导电等功能填料、成核剂、纳米载体等，并且其表面易被多种化合物修饰，功能设计性强；本发明制备的碳点可以用作荧光标记物、传感或检测探针、光催化剂和LED等光电转换器件等。
背景技术
活性炭是一种无定型碳，它因为具有较大的比表面积和极强的吸附能力而广泛应用于食品工业、化学工业和环境保护等各个领域，例如空气净化和水处理。但是，活性炭具有吸附饱和后失活的问题，如果失活的活性炭不经处理即废弃，不仅会造成经济损失，还将造成二次污染。例如，从经济方面而言，目前，我国活性炭年产量为20万吨以上，活性炭价格较高，优质活性炭的价格超过1万元/吨，煤质活性炭的价格一般不低于3000元/吨；从环境角度考虑，吸附饱和后的活性炭的空隙中含有大量有机物或贵金属。每年用于各行业的活性炭约10万吨，这些吸附饱和后的失活活性炭的堆放和处理会给环境造成巨大压力。
因此，失活活性炭的再生具有重要的意义。现有技术中，已经有三种在工业上成熟应用的传统再生技术：热再生、生物再生和湿式氧化再生。并且逐渐发展出多种新型的再生技术：新型热再生(微波辐射、远红外线加热、直接通电加热)、超临界流体再生、电化学再生、超声波再生、化学药品再生和光催化再生等。但是，传统的再生技术具有以下不足：①活性炭损失较大；②再生后吸附能力会有明显下降；③再生时产生的尾气会造成二次污染。而新型的再生技术要么设备要求较高，要么针对活性炭的普适性不强，或者能耗高，再生效率低而多处于实验室阶段。更重要的是，无论采用哪种现有再生技术，多次重复再生后的活性炭均会丧失吸附性能。可见，急需提供一种针对活性炭的新的再生概念，即实现失活活性炭的再利用，并且可以大大提高活性炭的附加值的技术方案。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种能够将失活活性炭再利用，并且大大提高活性炭的附加值的方法，即利用活性炭为前躯体，制备碳纳米颗粒和碳点。本发明围绕再生这一概念，提供一种以活性炭为前躯体制备碳纳米颗粒和碳点的可行的方法。更突出的是，本方法适用于经过多次再生和使用后的失活活性炭的再利用。采用本发明，不仅可以提高活性炭的附加值，还可以回收失活活性炭，将其转化为碳纳米颗粒和碳点，从而实现失活活性炭的再利用和活性炭的高附加值化。
本发明的内容是：以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，其特征是包括以下步骤：
a、干燥：取(收集的)活性炭，干燥，备用；
b、磨粉：采用球磨机将活性炭(颗粒)碾磨成粉末，制得粉末状活性炭；
c、反应：取含氧化合物，配制成含氧化合物的质量百分比浓度为10～40％的含氧化合物水溶液；将1～10质量份的粉末状活性炭加入至20～200质量份质量百分比浓度为10～40％的含氧化合物水溶液中，室温下搅拌0.5～12小时后，升温至30～130℃下(恒温)反应12～48小时，得反应后物料；将反应后物料静置10～13小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、浓缩、透析：将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水(反复)浓缩(粗产物与去离子水的质量比例可以是：1:5～1:10，可以采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩，浓缩的作用是初步排除氧化物)5～10次后，再经过100-500D的透析膜透析48～72小时，浓缩后即得到含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液；
e、表面修饰：以去离子水为介质，将900～100质量份的去离子水、7～30质量份的所述含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液与70～93质量份的含氨基或其它官能团的化合物均匀混合，加热进行热诱导反应，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、后处理：将表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，经离心分离、取上清液透析、浓缩、干燥，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒，即制得的(纯净的)碳点(碳点就是表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒)。
本发明的内容中：步骤a中所述活性炭包括用于食品工业、化学工业、环境保护等领域的(所有)木质、煤质或/和椰壳活性炭，以及它们经过多次再生及使用后的失活活性炭。
本发明的内容中：步骤a中所述干燥较好的是将活性炭置于90～120℃温度下的(鼓风)干燥箱中干燥(处理)2～6小时。
本发明的内容中：步骤b中所述球磨较好的是(通过不同直径的钢球配合)将活性炭粉碎至粒径为20～120纳米的活性炭的粉末。
本发明的内容中：步骤c中的含氧化合物可以为硝酸、硝酸钠、硫酸、双氧水、过硫酸铵、五氧化二磷、以及高锰酸钾的一种或两种以上的混合物。
本发明的内容中：步骤e中所述含氨基或其它官能团的化合物可以是分子量为600～1500的氨基封端聚乙二醇(简称PEG600～1500N)(产品提供企业和型号有：Sigma-AldrichPEG-1500N、Huntsman JEFFAMINE ED-600、以及Huntsman JEFFAMINE ED-900等)、分子量为600～1500的聚乙烯亚胺(产品提供企业有：Sigma-Aldrich、麦克林、科亚等)、4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺(产品提供企业有：sigma-Aldrich、派瑞曼、Alfa Chemistry等)、乙二胺-乙烯亚胺共聚物(产品提供企业有：麦克林、阿拉丁等)、以及丙烯酸-甲基丙烯酸磺酸钠-丙烯酸磷酸酯共聚物中的一种或两种以上的混合物。
本发明的内容中：步骤e中所述加热进行热诱导反应，具体反应条件可以是：在管式炉中于200～350℃温度下(恒温反应)反应1.5～3小时，或者置于微波炉中，在500～1000W功率下(处理)反应1～18分钟，使氨基化合物修饰在碳纳米颗粒表面。
本发明的内容中：步骤f所述后处理的具体方法可以是：按表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物：去离子水为1：5～1：10的质量比例取去离子水，将表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在3000～20000rpm的转速下离心10～60分钟后弃除沉淀并收集(稳定的)上清液，将上清液透过1000～2000D的透析袋后，在50℃温度下经过旋转蒸发仪浓缩，再经真空干燥，得到表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒，即为制得的(纯净的)碳点。
本发明的内容中：步骤d所述浓缩、透析的具体方法可以是：按含有碳纳米颗粒的粗产物：去离子水为1：5～1：10的质量比例取去离子水，将碳纳米颗粒的粗产物与去离子水混合，采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩(浓缩的作用是初步排除氧化物)，蒸发除去去离子水，重复该浓缩步骤5～10次后，余下的物料再经过100-500D的透析膜透析48～72小时(彻底排除氧化物)，透析袋内的物料再经旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩后，得到水的质量百分比含量为5～30％的含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液。
本发明的内容中：步骤d所述浓缩、透析的方法还可以包括：将步骤d得到的含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液在氮气下吹扫(彻底)排除水(分)，或者吹扫至水的质量百分比含量为5～10％后，再经干燥(较好的是采用冷冻干燥)，即制得(纯净的)碳纳米颗粒。
与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
(1)现有技术以活性炭的再生为主要目的，只能保证活性炭重复利用6次以内，并且处理后的活性炭吸附效率降低；本发明以提高活性炭的附加值为主要目的，尤其是，针对经过多次再生利用，已经失活的废弃活性炭，本发明方法可以将其转化为附加值更高的碳纳米颗粒和碳点；
(2)采用本发明，围绕再生这一概念，提供一种以活性炭(包括失活活性炭)为前躯体制备碳纳米颗粒和碳点的可行的再生方法；采用本发明，主要通过强的氧化作用分解吸附有机质并且同时将无定型的活性炭氧化腐蚀至碳纳米颗粒，不仅可以提高活性炭的附加值，还可以回收失活活性炭，将其转化为碳纳米颗粒和碳点，从而实现失活活性炭的再利用和活性炭的高附加值化；
(3)本发明的推广应用可以解决废弃活性炭的二次污染和堆砌等环境问题；按照年产约20万吨新生活性炭、各行业废弃的失活活性炭约10万吨计算，本发明方法从提高活性炭的附加值和将废弃活性炭高附加值回收利用，以及节约因处理废弃活性炭产生的费用，每年可以产生经济效益约500万元以上，社会效益和经济效益明显；
(4)采用本发明，制备的碳纳米颗粒可以用于导电等功能填料、成核剂、纳米载体等，并且其表面易被多种化合物修饰，功能设计性强；制备的碳点可以用作荧光标记物、传感或检测探针、光催化剂和LED等光电转换器件等，用途广泛；
(5)本发明采用废弃活性炭为碳源，可以节约其它更昂贵的碳水化合物或者碳素前躯体；制备工艺简单，工序简便，容易操作，成本低，产物性能良好，实用性强。
附图说明
图1是本发明实施例制备得到的丙烯酸-甲基丙烯酸磺酸钠-丙烯酸磷酸酯共聚物修饰后的碳纳米颗粒的红外光谱图，图中显示了归属于磺酸基团、磷酸集团和羧基的吸收光谱(1039cm-1和1045cm-1处的吸收峰为P—O—C的伸缩振动特征吸收峰；1186cm-1处左右的吸收峰为P＝O的特征吸收峰；1722cm-1和1729cm-1处的吸收峰为α、β不饱和酸酯的C＝O伸缩振动特征峰和P—OH的特征峰)；
图2是本发明实施例制备得到的碳点的投射电子显微镜照片；图中显示了本实施例以活性炭为碳源制备的碳点呈现近球形颗粒，直径约5nm；
图3是本发明实施例制备得到的碳点的吸收光谱和荧光光谱。图中显示了本实施例以活性炭为碳源制备的碳点在可见区有强的吸收，并且其发射光谱表现有典型的激发波长依赖性。
具体实施方式
下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、取(收集)化学化工厂用于污水净化后的粒度约3mm的失活煤质活性炭，不经过清洗处理，将其直接置于120℃的鼓风干燥箱中干燥处理2小时；
b、采用球磨机将上述活性炭颗粒碾磨至粒径分布在40～60nm的粉末；
c、配制质量百分比浓度为31％的硝酸水溶液，将5质量份粉末状活性炭加入至200质量份硝酸水溶液中室温搅10小时，之后升温至120℃恒温反应48小时，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水反复浓缩10次后，经过100-500D的透析膜透析72小时，浓缩后即得到含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液；
e、以去离子水为介质，将100质量份的去离子水、20质量份的上述含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液与80质量份分子量为600的氨基封端聚乙二醇(PEG600～1500N)均匀混合，蒸发除去去离子水，得到深褐色固体物质；该物质放置于微波炉中，在700W功率下处理6分钟，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、将上步得到的表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在20000rpm的转速下离心10分钟后弃除沉淀并收集稳定的上清液；上清液透过1000D的透析袋后，在50℃下经过旋转蒸发仪浓缩并真空干燥后得到纯净的碳点。
实施例2：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、取(收集)已经用于生活饮用水处理的直径约0.6～2mm的失活果壳质活性炭，不经过清洗处理，将其直接置于105℃的鼓风干燥箱中干燥处理6小时；
b、采用球磨机将上述活性炭颗粒碾磨至粒径分布在20～40nm的粉末；
c、配制质量百分比浓度为31％的硝酸水溶液，将5质量份粉末状活性炭加入至200质量份硝酸水溶液中室温搅8小时，之后升温至120℃恒温反应48小时，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水反复浓缩10次后，经过100-500D的透析膜透析72小时，浓缩后即得到含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液；
e、以去离子水为介质，将400质量份的去离子水、20质量份的上述含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液与80质量份分子量为600的氨基封端聚乙二醇(PEG600～1500N)均匀混合，蒸发除去去离子水，得到深褐色固体物质。该物质放置于微波炉中，在700W功率下处理6分钟，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、将上步得到的表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在20000rpm的转速下离心10分钟后弃除沉淀并收集稳定的上清液；上清液透过1000D的透析袋后，在50℃下经过旋转蒸发仪浓缩并真空干燥后得到纯净的碳点。
实施例3：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、取(收集)已经用于炼油废水处理的含硫粉末状活性炭，不经过清洗处理，将其直接置于105℃的鼓风干燥箱中干燥6小时；
b、采用球磨机将上述活性炭颗粒碾磨至粒径分布在20～40nm的粉末；
c、配制质量百分比浓度为31％的硝酸水溶液，将5质量份粉末状活性炭加入至200质量份硝酸水溶液中室温搅8小时，之后升温至120℃恒温反应48小时，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水反复浓缩10次后，经过100-500D的透析膜透析72小时，浓缩后即得到含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液；
e、以去离子水为介质，将400质量份的去离子水、20质量份的上述含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液与80质量份分子量为600的氨基封端聚乙二醇(PEG600～1500N)均匀混合，蒸发除去去离子水，得到深褐色固体物质。该物质放置于微波炉中，在700W功率下处理6分钟，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、将上步得到的表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在20000rpm的转速下离心10分钟后弃除沉淀并收集稳定的上清液；上清液透过1000D的透析袋后，在50℃下经过旋转蒸发仪浓缩并真空干燥后得到纯净的碳点。
实施例4：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、取(收集)已经用于气体净化的木质柱状活性炭，不经过清洗处理，将其直接置于120℃的鼓风干燥箱中干燥处理6小时；
b、采用球磨机将上述活性炭颗粒碾磨至粒径分布在20～50nm的粉末；
c、配制质量百分比浓度为31％的硝酸水溶液，将5质量份粉末状活性炭加入至200质量份硝酸水溶液中室温搅8小时，之后升温至120℃恒温反应48小时，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水反复浓缩10次后，经过100-500D的透析膜透析72小时，浓缩后即得到含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液；
e、以去离子水为介质，将900质量份的去离子水、20质量份的上述含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液与80质量份分子量为600的氨基封端聚乙二醇(PEG600～1500N)均匀混合，蒸发除去去离子水，得到深褐色固体物质；该物质放置于微波炉中，在700W功率下处理6分钟，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、将上步得到的表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在20000rpm的转速下离心10分钟后弃除沉淀并收集稳定的上清液；上清液透过1000D的透析袋后，在50℃下经过旋转蒸发仪浓缩并真空干燥后得到纯净的碳点。
实施例5：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、取(收集)化学化工厂用于污水净化后的粒度约3mm的失活煤质活性炭，不经过清洗处理，将其直接置于120℃的鼓风干燥箱中干燥2小时；
b、采用球磨机将上述活性炭颗粒碾磨至粒径分布在40～60nm的粉末；
c、在冰浴中，将1质量份粉末状活性炭加入至由35质量份浓H2SO4和1份NaNO3组成的混合物中室温搅拌30分钟；之后，向反应混合物中缓慢加入6份KMnO4，升高反应温度至35℃，保温反应12小时；最后，向体系中缓慢滴加去离子水，体系在约98℃保温2h；停止反应，体系冷却至60℃时，向其中加入约6份质量浓度为30％的双氧水；过滤混合溶液，并用质量浓度为5％的HCl溶液和去离子水洗涤，去除硫酸根离子；
氧化反应结束，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水反复浓缩10次后，经过100-500D的透析膜透析72小时，浓缩后即得到含碳纳米颗粒的水溶液；
e、以去离子水为介质，将900质量份的去离子水、20质量份的上述含碳纳米颗粒的水溶液与80质量份分子量为600的氨基封端聚乙二醇(PEG600～1500N)均匀混合，蒸发除去去离子水，得到深褐色固体物质。该物质放置于微波炉中，在700W功率下处理6分钟，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、将上步得到的表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在20000rpm的转速下离心10分钟后弃除沉淀并收集稳定的上清液；上清液透过1000D的透析袋后，在50℃下经过旋转蒸发仪浓缩并真空干燥后得到纯净的碳点。
实施例6：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、取(收集)化学化工厂用于污水净化后的粒度约3mm的失活煤质活性炭，不经过清洗处理，将其直接置于120℃的鼓风干燥箱中干燥2小时；
b、采用球磨机将上述活性炭颗粒碾磨至粒径分布在40～60nm的粉末；
c、在冰浴中，将1质量份粉末状活性炭加入至由35质量份浓H2SO4和1份NaNO3组成的混合物中室温搅拌30分钟；之后，向反应混合物中缓慢加入6份KMnO4，升高反应温度至35℃，保温反应12小时。最后，向体系中缓慢滴加去离子水，体系在约98℃保温2小时；停止反应，体系冷却至60℃时，向其中加入约6份质量浓度为30％的双氧水；过滤混合溶液，并用质量浓度为5％的HCl溶液和去离子水洗涤，去除硫酸根离子；
氧化反应结束，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水反复浓缩10次后，经过100-500D的透析膜透析72小时，浓缩后即得到含碳纳米颗粒的水溶液；
e、以去离子水为介质，将300质量份的去离子水、20质量份的上述含碳纳米颗粒的水溶液与80质量份分子量为600的氨基封端聚乙二醇(PEG600～1500N)均匀混合，蒸发除去去离子水，得到深褐色固体物质。该物质放置于微波炉中，在700W功率下处理6分钟，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、将上步得到的表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在20000rpm的转速下离心10分钟后弃除沉淀并收集稳定的上清液；上清液透过1000D的透析袋后，在50℃下经过旋转蒸发仪浓缩并真空干燥后得到纯净的碳点。
实施例7：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、取(收集)化学化工厂用于污水净化后的粒度约3mm的失活煤质活性炭，不经过清洗处理，将其直接置于120℃的鼓风干燥箱中干燥2小时；
b、采用球磨机将上述活性炭颗粒碾磨至粒径分布在40～60nm的粉末；
c、在冰浴中，将10质量份粉末状活性炭加入至9质量份NH4S2O8和9份P2O5以及100mlH2SO4组成的混合液中在室温搅拌2小时，之后升温至85℃搅拌反应5小时；冷却至室温后，在冰浴条件下，向反应体系中加入40ml硫酸，磁力搅拌条件下缓慢加入5质量份高锰酸钾，搅拌均匀后撤掉冰浴；体系升温至45℃反应2小时；最后，向体系中缓慢滴加去离子水，体系在约98℃保温2小时；停止反应，体系冷却至60℃时，向其中加入约6质量份质量浓度为30％的双氧水；过滤混合溶液，并用质量浓度为5％的HCl溶液和去离子水洗涤，去除硫酸根离子；
氧化反应结束，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水反复浓缩10次后，经过100-500D的透析膜透析72小时，浓缩后即得到含碳纳米颗粒的水溶液；
e、以去离子水为介质，将200质量份的去离子水、20质量份的上述含碳纳米颗粒的水溶液与80质量份分子量为600的氨基封端聚乙二醇(PEG600～1500N)均匀混合，蒸发除去去离子水，得到深褐色固体物质。该物质放置于微波炉中，在700W功率下处理6分钟，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、将上步得到的表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在20000rpm的转速下离心10分钟后弃除沉淀并收集稳定的上清液；上清液透过1000D的透析袋后，在50℃下经过旋转蒸发仪浓缩并真空干燥后得到纯净的碳点。
实施例8：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、取(收集)化学化工厂用于污水净化后的粒度约3mm的失活煤质活性炭，不经过清洗处理，将其直接置于120℃的鼓风干燥箱中干燥2小时；
b、采用球磨机将上述活性炭颗粒碾磨至粒径分布在40～60nm的粉末；
c、配制质量百分比浓度为31％的硝酸水溶液，将5质量份粉末状活性炭加入至200质量份硝酸水溶液中室温搅10小时，之后升温至120℃恒温反应48小时，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水反复浓缩10次后，经过100-500D的透析膜透析72小时，浓缩后即得到含碳纳米颗粒的水溶液；
e、以去离子水为介质，将900质量份的去离子水、20质量份的上述含碳纳米颗粒的水溶液与80质量份分子量为600的聚乙烯亚胺均匀混合，蒸发除去去离子水，得到深褐色固体物质；该物质放置于微波炉中，在700W功率下处理6分钟，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、将上步得到的表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在20000rpm的转速下离心10分钟后弃除沉淀并收集稳定的上清液；上清液透过1000D的透析袋后，在50℃下经过旋转蒸发仪浓缩并真空干燥后得到纯净的碳点；
实施例9：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、取(收集)化学化工厂用于污水净化后的粒度约3mm的失活煤质活性炭，不经过清洗处理，将其直接置于120℃的鼓风干燥箱中干燥2小时；
b、采用球磨机将上述活性炭颗粒碾磨至粒径分布在40～60nm的粉末；
c、配制质量百分比浓度为31％的硝酸水溶液，将5质量份粉末状活性炭加入至200质量份硝酸水溶液中室温搅10小时，之后升温至120℃恒温反应48小时，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水反复浓缩10次后，经过100-500D的透析膜透析72小时，浓缩后即得到含碳纳米颗粒的水溶液；
e、以去离子水为介质，将900质量份的去离子水、20质量份的上述含碳纳米颗粒的水溶液与80质量份乙二胺-乙烯亚胺共聚物均匀混合，蒸发除去去离子水，得到深褐色固体物质；该物质放置于微波炉中，在1000W功率下处理1分钟，间隔约30秒至1分钟，再在1000W功率下处理1分钟，累计处理3次，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、将上步得到的表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在20000rpm的转速下离心10分钟后弃除沉淀并收集稳定的上清液；上清液透过1000D的透析袋后，在50℃下经过旋转蒸发仪浓缩并真空干燥后得到纯净的碳点。
实施例10：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、取(收集)化学化工厂用于污水净化后的粒度约3mm的失活煤质活性炭，不经过清洗处理，将其直接置于120℃的鼓风干燥箱中干燥2小时；
b、采用球磨机将上述活性炭颗粒碾磨至粒径分布在40～60nm的粉末；
c、配制质量百分比浓度为31％的硝酸水溶液，将5质量份粉末状活性炭加入至200质量份硝酸水溶液中室温搅10小时，之后升温至120℃恒温反应48小时，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水反复浓缩10次后，经过100-500D的透析膜透析72小时，浓缩后即得到含碳纳米颗粒的水溶液；
e、以去离子水为介质，将700质量份的去离子水、20质量份的上述含碳纳米颗粒的水溶液与80质量份丙烯酸-甲基丙烯酸磺酸钠-丙烯酸磷酸酯共聚物均匀混合，蒸发除去去离子水，得到深褐色固体物质；该物质放置于微波炉中，在500W功率下处理3分钟，间隔约30秒至1分钟，在500W功率重复处理1分钟，最后在700W功率下处理1分钟，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、将上步得到的表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在20000rpm的转速下离心10分钟后弃除沉淀并收集稳定的上清液；上清液透过1000D的透析袋后，在50℃下经过旋转蒸发仪浓缩并真空干燥后得到纯净的碳点。
实施例11：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、干燥：取(收集的)活性炭，干燥，备用；
b、磨粉：采用球磨机将活性炭(颗粒)碾磨成粉末，制得粉末状活性炭；
c、反应：取含氧化合物，配制成含氧化合物的质量百分比浓度为10％的含氧化合物水溶液；将1质量份的粉末状活性炭加入至20质量份质量百分比浓度为10％的含氧化合物水溶液中，室温下搅拌0.5小时后，升温至30℃下(恒温)反应12～8小时，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、浓缩、透析：将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水(反复)浓缩(粗产物与去离子水的质量比例可以是：1:5，可以采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩，浓缩的作用是初步排除氧化物)5次后，再经过100-500D的透析膜透析48小时，浓缩后即得到含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液；
e、表面修饰：以去离子水为介质，将100质量份的去离子水、7质量份的所述含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液与70～93量份的含氨基或其它官能团的化合物均匀混合，加热进行热诱导反应，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、后处理：将表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，经离心分离、取上清液透析、浓缩、干燥，得到表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒，即制得的(纯净的)碳点(碳点就是表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒)。
实施例12：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、干燥：取(收集的)活性炭，干燥，备用；
b、磨粉：采用球磨机将活性炭(颗粒)碾磨成粉末，制得粉末状活性炭；
c、反应：取含氧化合物，配制成含氧化合物的质量百分比浓度为40％的含氧化合物水溶液；将10质量份的粉末状活性炭加入至200质量份质量百分比浓度为40％的含氧化合物水溶液中，室温下搅拌12小时后，升温至130℃下(恒温)反应12小时，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、浓缩、透析：将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水(反复)浓缩(粗产物与去离子水的质量比例可以是：1:10，可以采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩，浓缩的作用是初步排除氧化物)10次后，再经过100-500D的透析膜透析72小时，浓缩后即得到含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液；
e、表面修饰：以去离子水为介质，将900质量份的去离子水、30质量份的所述含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液与93质量份的含氨基或其它官能团的化合物均匀混合，加热进行热诱导反应，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、后处理：将表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，经离心分离、取上清液透析、浓缩、干燥，得到表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒，即制得的(纯净的)碳点(碳点就是表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒)。
实施例13：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、干燥：取(收集的)活性炭，干燥，备用；
b、磨粉：采用球磨机将活性炭(颗粒)碾磨成粉末，制得粉末状活性炭；
c、反应：取含氧化合物，配制成含氧化合物的质量百分比浓度为25％的含氧化合物水溶液；将5.5质量份的粉末状活性炭加入至110质量份质量百分比浓度为25％的含氧化合物水溶液中，室温下搅拌6小时后，升温至80℃下(恒温)反应30小时，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
d、浓缩、透析：将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水(反复)浓缩(粗产物与去离子水的质量比例可以是：1:8，可以采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩，浓缩的作用是初步排除氧化物)8次后，再经过100-500D的透析膜透析60小时，浓缩后即得到含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液；
e、表面修饰：以去离子水为介质，将500质量份的去离子水、18.5质量份的所述含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液与81.5质量份的含氨基或其它官能团的化合物均匀混合，加热进行热诱导反应，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
f、后处理：将表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，经离心分离、取上清液透析、浓缩、干燥，得到表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒，即制得的(纯净的)碳点(碳点就是表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒)。
实施例14-19：
以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，包括以下步骤：
a、干燥：取(收集的)活性炭，干燥，备用；
b、磨粉：采用球磨机将活性炭(颗粒)碾磨成粉末，制得粉末状活性炭；
c、反应：取含氧化合物，配制成含氧化合物的质量百分比浓度为10～40％中任一的含氧化合物水溶液；将1～10质量份的粉末状活性炭加入至20～200质量份质量百分比浓度为10～40％中任一的含氧化合物水溶液中，室温下搅拌0.5～12小时后，升温至30～130℃下(恒温)反应12～48小时，得反应后物料；将反应后物料静置12小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
各实施例中各组分原料的具体质量份用量见下表：
Figure GDA0002514422580000171
d、浓缩、透析：将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水(反复)浓缩(粗产物与去离子水的质量比例可以是：1:5～1:10中任一比例，可以采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩，浓缩的作用是初步排除氧化物)5～10次后，再经过100-500D的透析膜透析48～72小时，浓缩后即得到含碳纳米颗粒的水溶液；
e、表面修饰：以去离子水为介质，将900～100质量份的去离子水、7～30质量份的所述含碳纳米颗粒的水溶液与70～93质量份的含氨基或其它官能团的化合物均匀混合，加热进行热诱导反应，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；各实施例中各组分原料的具体质量份用量见下表：
Figure GDA0002514422580000181
f、后处理：将表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，经离心分离、取上清液透析、浓缩、干燥，得到表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒，即制得的(纯净的)碳点(碳点就是表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒)。
上述实施例11-19中：
步骤a中所述活性炭包括用于食品工业、化学工业、环境保护等领域的(所有)木质、煤质或/和椰壳活性炭，以及它们经过多次再生及使用后的失活活性炭；
步骤a中所述干燥是将活性炭置于90～120℃温度下的(鼓风)干燥箱中干燥(处理)2～6小时；
步骤b中所述球磨是(通过不同直径的钢球配合)将活性炭粉碎至粒径为20～120纳米的活性炭的粉末；
步骤c中的含氧化合物为硝酸、硝酸钠、硫酸、双氧水、过硫酸铵、五氧化二磷、以及高锰酸钾的一种或两种以上的混合物；
步骤e中所述含氨基或其它官能团的化合物可以是分子量为600～1500的氨基封端聚乙二醇(简称PEG600～1500N)(产品提供企业和型号有：Sigma-Aldrich PEG-1500N、Huntsman JEFFAMINE ED-600、以及Huntsman JEFFAMINE ED-900等)、分子量为600～1500的聚乙烯亚胺(产品提供企业有：Sigma-Aldrich、麦克林、科亚等)、4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺(产品提供企业有：sigma-Aldrich、派瑞曼、Alfa Chemistry等)、乙二胺-乙烯亚胺共聚物(产品提供企业有：麦克林、阿拉丁等)、以及丙烯酸-甲基丙烯酸磺酸钠-丙烯酸磷酸酯共聚物中的一种或两种以上的混合物。
上述实施例11-19中：步骤e中所述加热进行热诱导反应，具体反应条件可以是：在管式炉中于200℃温度下(恒温反应)反应3小时，或者置于微波炉中，在500W功率下(处理)反应18分钟，使含氨基或其它官能团的化合物修饰在碳纳米颗粒表面。
上述实施例11-19中：步骤e中所述加热进行热诱导反应，具体反应条件可以是：在管式炉中于350℃温度下(恒温反应)反应1.5小时，或者置于微波炉中，在1000W功率下(处理)反应1分钟，使含氨基或其它官能团的化合物修饰在碳纳米颗粒表面。
上述实施例11-19中：步骤e中所述加热进行热诱导反应，具体反应条件可以是：在管式炉中于225℃温度下(恒温反应)反应2.5～3时，或者置于微波炉中，在750W功率下(处理)反应9分钟，使含氨基或其它官能团的化合物修饰在碳纳米颗粒表面。
上述实施例11-19中：步骤e中所述加热进行热诱导反应，具体反应条件可以是：在管式炉中于200～350℃温度下(恒温反应)反应1.5～3小时，或者置于微波炉中，在500～1000W功率下(处理)反应1～18分钟，使含氨基或其它官能团的化合物修饰在碳纳米颗粒表面。
上述实施例11-19中：步骤f所述后处理的具体方法可以是：按表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物：去离子水为1：5～1：10的质量比例取去离子水，将表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在3000～20000rpm的转速下离心10～60分钟后弃除沉淀并收集(稳定的)上清液，将上清液透过1000～2000D的透析袋后，在50℃温度下经过旋转蒸发仪浓缩，再经真空干燥，得到表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒，即为制得的(纯净的)碳点。
上述实施例11-19中：步骤f所述后处理的具体方法可以是：按表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物：去离子水为1：5的质量比例取去离子水，将表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在3000rpm的转速下离心60分钟后弃除沉淀并收集(稳定的)上清液，将上清液透过1000～2000D的透析袋后，在50℃温度下经过旋转蒸发仪浓缩，再经真空干燥，得到表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒，即为制得的(纯净的)碳点。
上述实施例11-19中：步骤f所述后处理的具体方法可以是：按表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物：去离子水为1：10的质量比例取去离子水，将表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在20000rpm的转速下离心10分钟后弃除沉淀并收集(稳定的)上清液，将上清液透过1000～2000D的透析袋后，在50℃温度下经过旋转蒸发仪浓缩，再经真空干燥，得到表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒，即为制得的(纯净的)碳点。
上述实施例11-19中：步骤f所述后处理的具体方法可以是：按表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物：去离子水为1：8的质量比例取去离子水，将表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在11500rpm的转速下离心40分钟后弃除沉淀并收集(稳定的)上清液，将上清液透过1000～2000D的透析袋后，在50℃温度下经过旋转蒸发仪浓缩，再经真空干燥，得到表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒，即为制得的(纯净的)碳点。
上述实施例11-19中：步骤d所述浓缩、透析的具体方法可以是：按含有碳纳米颗粒的粗产物：去离子水为1：5～1：10的质量比例取去离子水，将碳纳米颗粒的粗产物与去离子水混合，采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩(浓缩的作用是初步排除氧化物)，蒸发除去去离子水，重复该浓缩步骤5～10次后，余下的物料再经过100-500D的透析膜透析48～72小时，透析袋内的物料再经旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩后，得到水的质量百分比含量为5～30％的含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液。
上述实施例11-19中：步骤d所述浓缩、透析的具体方法可以是：按含有碳纳米颗粒的粗产物：去离子水为1：5的质量比例取去离子水，将碳纳米颗粒的粗产物与去离子水混合，采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩(浓缩的作用是初步排除氧化物)，蒸发除去去离子水，重复该浓缩步骤10次后，余下的物料再经过100-500D的透析膜透析48小时，透析袋内的物料再经旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩后，得到水的质量百分比含量为5～30％的含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液。
上述实施例11-19中：步骤d所述浓缩、透析的具体方法可以是：按含有碳纳米颗粒的粗产物：去离子水为1：10的质量比例取去离子水，将碳纳米颗粒的粗产物与去离子水混合，采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩(浓缩的作用是初步排除氧化物)，蒸发除去去离子水，重复该浓缩步骤5次后，余下的物料再经过100-500D的透析膜透析72小时，透析袋内的物料再经旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩后，得到水的质量百分比含量为5～30％的含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液。
上述实施例11-19中：步骤d所述浓缩、透析的具体方法可以是：按含有碳纳米颗粒的粗产物：去离子水为1：7.5的质量比例取去离子水，将碳纳米颗粒的粗产物与去离子水混合，采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩(浓缩的作用是初步排除氧化物)，蒸发除去去离子水，重复该浓缩步骤8次后，余下的物料再经过100-500D的透析膜透析60小时，透析袋内的物料再经旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩后，得到水的质量百分比含量为5～30％的含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液。
上述实施例1-19中：步骤d所述浓缩、透析的方法还可以包括：将步骤d得到的含(纯净的)碳纳米颗粒的水溶液在氮气下吹扫(彻底)排除水(分)，或者吹扫至水的质量百分比含量为5～10％后，再经干燥(较好的是采用冷冻干燥)，即制得(纯净的)碳纳米颗粒。
上述实施例1-10中：步骤d中所述再加入去离子水反复浓缩10次，每次浓缩的具体方法可以是：按粗产物：去离子水为1:5的质量比例取去离子水并混合，采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩，浓缩的作用是初步排除氧化物。
上述实施例1-10中：步骤d中所述再加入去离子水反复浓缩10次，每次浓缩的具体方法可以是：按粗产物：去离子水为1:10的质量比例取去离子水并混合，采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩，浓缩的作用是初步排除氧化物。
上述实施例1-10中：步骤d中所述再加入去离子水反复浓缩10次，每次浓缩的具体方法可以是：按粗产物：去离子水为1:7.5的质量比例取去离子水并混合，采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩，浓缩的作用是初步排除氧化物。
上述实施例1-10中：步骤d中所述再加入去离子水反复浓缩10次，每次浓缩的具体方法可以是：按粗产物：去离子水为1:5～1:10中任一的质量比例取去离子水并混合，采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩，浓缩的作用是初步排除氧化物。
上述实施例中：所采用的各原料均为市售产品。
上述实施例中：所采用的百分比例中，未特别注明的，均为质量(重量)百分比例或本领域技术人员公知的百分比例；所述质量(重量)份可以均是克或千克。
上述实施例中：各步骤中的工艺参数(温度、时间、转速、功率等)和各组分用量数值等为范围的，任一点均可适用。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。

Claims (8)

1.以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，其特征是包括以下步骤：
a、干燥：取活性炭，干燥，备用；
b、磨粉：采用球磨机将活性炭碾磨成粉末，制得粉末状活性炭；
c、反应：取含氧化合物，配制成含氧化合物的质量百分比浓度为10～40%的含氧化合物水溶液；将1～10质量份的粉末状活性炭加入至20～200质量份质量百分比浓度为10～40%的含氧化合物水溶液中，室温下搅拌0.5～12小时后，升温至30～130℃下反应12～48小时，得反应后物料；将反应后物料静置10～13小时，提取上清部分即为含有碳纳米颗粒的粗产物；
所述含氧化合物为硝酸、硝酸钠、硫酸、双氧水、过硫酸铵、五氧化二磷、以及高锰酸钾的一种或两种以上的混合物；
d、浓缩、透析：将所述含有碳纳米颗粒的粗产物浓缩，再加入去离子水浓缩5～10次后，再经过100-500D的透析膜透析48～72小时，浓缩后即得到含碳纳米颗粒的水溶液；
e、表面修饰：以去离子水为介质，将900～100质量份的去离子水、7～30质量份的所述含碳纳米颗粒的水溶液与70～93质量份的含氨基或其它官能团的化合物均匀混合，加热进行热诱导反应，得到表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物；
所述含氨基或其它官能团的化合物是分子量为600～1500的氨基封端聚乙二醇、分子量为600～1500的聚乙烯亚胺、4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺、乙二胺-乙烯亚胺共聚物、以及丙烯酸-甲基丙烯酸磺酸钠-丙烯酸磷酸酯共聚物中的一种或两种以上的混合物；
f、后处理：将表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，经离心分离、取上清液透析、浓缩、干燥，得到表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒，即制得的碳点。
2.按权利要求1所述以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，其特征是：步骤a中所述活性炭包括用于食品工业、化学工业、环境保护领域的木质、煤质或/和椰壳活性炭，以及它们经过多次再生及使用后的失活活性炭。
3.按权利要求1所述以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，其特征是：步骤a中所述干燥是将活性炭置于90～120℃温度下的干燥箱中干燥2～6小时。
4.按权利要求1所述以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，其特征是：步骤b中所述球磨是将活性炭粉碎至粒径为20～120纳米的活性炭的粉末。
5.按权利要求1所述以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，其特征是：步骤e中所述加热进行热诱导反应，具体反应条件是：蒸发除去去离子水，余下的物质在管式炉中于200～350℃温度下反应1.5～3小时，或者置于微波炉中，在500～1000W功率下反应1～18分钟，使氨基化合物修饰在碳纳米颗粒表面。
6.按权利要求1所述以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，其特征是：步骤f所述后处理的具体方法是：按表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物：去离子水为1：5～1：10的质量比例取去离子水，将表面修饰了有机钝化层的碳纳米颗粒粗产物分散入去离子水中，在3000～20000rpm的转速下离心10～60分钟后弃除沉淀并收集上清液，将上清液透过1000～2000D的透析袋后，在50℃温度下经过旋转蒸发仪浓缩，再经真空干燥，得到表面修饰了有机钝化层的的碳纳米颗粒，即为制得的碳点。
7.按权利要求1所述以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，其特征是：步骤d所述浓缩、透析的具体方法是：按含有碳纳米颗粒的粗产物：去离子水为1：5～1：10的质量比例取去离子水，将碳纳米颗粒的粗产物与去离子水混合，采用旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩，蒸发除去去离子水，重复该浓缩步骤5～10次后，余下的物料再经过100-500D的透析膜透析48～72小时，透析袋内的物料再经旋转蒸发仪在50℃温度下浓缩后，得到水的质量百分比含量为5～30%的含碳纳米颗粒的水溶液。
8.按权利要求1或7所述以活性炭为前躯体的碳纳米颗粒和碳点的制备方法，其特征是还包括：将步骤d得到的含碳纳米颗粒的水溶液在氮气下吹扫排除水，或者吹扫至水的质量百分比含量为5～10%后，再经干燥，即制得碳纳米颗粒。
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