摘要：碳量子点(C-dots)是碳纳米材料中研究的热点。本文发现可采用乙酸乙酯，通过萃取和洗涤的方法对合成后的碳量子点进行提纯，并重点考察了洗涤温度的影响。此外，本文还采用柠檬酸和三聚氰胺为原料合成碳量子点，发现Fe3+对该过程具有催化作用。76789

毕业论文关键词：碳量子点；提纯；乙酸乙酯

Preparation of nitrogen-doped carbon dots and its purification by extraction 

Abstract: As a kind of carbon nanomaterials, C-dots receives much attention。 In this work, it was revealed that the purification of crudely synthesized C-dots could be achieved through extraction and washing with ethyl acetate and the washing temperature was studied。 In addition, citric acid and melamine were used to prepare C-dots, and Fe3+ was found to be able to catalyze the above synthesis process。 

Key words: C-dots; Purification; Ethyl acetate

1 前言

1。1 碳量子点定义

碳量子点(C-dots)通常指的是粒径小于10 nm，具有准球形的结构，能够稳定发光的分散型碳颗粒[1]，是一种新颖的荧光碳纳米材料。碳量子点(C-dots)具有独特的发光性质，吸光系数高，吸收光谱宽，荧光较强，且发光具有较高的稳定性[2]，吸收光谱及荧光波长也可以通过粒径及表面结构进行调控。此外，碳元素的存在形式极其丰富，且制备碳量子点(C-dots)使用的原材料廉价、广泛，所以制备碳量子点(C-dots)的方法很多，最典型的方法是水热法和微波法[3-5]。碳量子点(C-dots)自被发现以来就受到了广泛的关注，到目前为止，碳量子点(C-dots)在荧光传感、生物成像以及催化等方面都具有重要的研究意义[6,7]。

1。2 碳量子点的制备方法

1。2。1 自上而下法

自上而下法主要包括水热法 、电化学氧化法、化学氧化法，电弧放电法和激光刻蚀法，其中应用最广泛的方法是水热法，电化学氧化法和化学氧化法。

水热法是制备碳量子点(C-dots)最广泛的方法之一，主要是指在高温高压的水热环境下氧化切割石墨烯片获得碳量子点(C-dots)[8]。水热法制备碳量子点(C-dots)的产率比较高，制备过程成本高、步骤多、耗时长。

电化学氧化法通常采用导电的碳素材料作工作电极，在一定电压或电流下进行阳极氧化，剥离出碳量子点(C-dots)[9]。电化学氧化法的优点是设备要求低、操作简单，且重复性好，制备出的碳量子点稳定。其缺点是制备效率偏低。论文网

利用强氧化剂氧化切割碳材料进而制备出碳量子点的方法是化学氧化法[10]。其优点是可以制备出大量的碳量子点且步骤简单，所用的碳原料成本低，具有很大的发展前景。

 自上而下制备碳量子点方法

1。2。2自下而上法

热解法

热解法是指在一定温度或水热环境下，热解碳化合适的有机小分子从而制备出发光的碳量子点。热解法步骤比较简单，制备的碳量子点(C-dots)产量也比较大，但是形成的产物与原料小分子分离比较困难[11-13]。

 自下而上制备碳量子点方法

微波法

微波法是一种新颖、高效合成碳量子点(C-dots)的方法，指通过微波快速加热小分子实现碳化制备碳量子点的一种方法，采用的小分子多为糖类（如葡萄糖、果糖等等），糖类分子中的羟基、羧基以及羰基中的氢和氧会在微波加热的水热环境下脱除[14,15]。

燃烧法

通过燃烧一些烃类化合物，并将燃烧残留物在强酸中氧化回流制备碳量子点的方法是燃烧法[16]。最典型的例子是从蜡烛燃烧后残存的烟灰中分离得到碳量子点(C-dots)[17]。燃烧法的优点是设备要求低且操作简单，缺点是产品颗粒不均匀且操作不易控制。