碳点制备总结1.pdf
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2022-05-22
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碳量子点和碳纳米管、石墨烯一样是一种新型碳纳米材料，除了碳材料本身
的低毒特性，原材料丰富，生物相容性好之外，碳量子点还有一系列其他的独特
的性质，例如：多色荧光性、荧光稳定性、导电性和催化特性等。常用来制备碳
量子点的方法分为自上而下和自下而上两种方法，其中自上而下的方法是指大分
子碳材料通过一定的物理、化学等方法破碎成小分子的碳纳米颗粒，包括：电解
法、酸刻蚀、激光刻蚀和高温热解等方法。而自下而上的方法是指将小分子的碳
材料通过一定的化学手段合成团聚成更大分子量的碳纳米颗粒，其中包括：化学
合成法、水热法、溶剂热法、等方法。
其中我们主要挑选了几种比较常见的制备碳量子点的方法。自上而下中最长
用的是酸刻蚀自然界存在的碳源，或者人工合成出来具有特定结构的碳源，前者
是对自然存在的碳源加以利用，后者是为了得到更好的碳结构而处理的。常用酸
刻蚀的自然界的碳源包括动物毛发、植物纤维等，例如酸刻蚀人类头发
[3]
，这类
材料最大的特点就是原料丰富，价格低廉，是材料多级利用很好的选择。另外常
用碳纤维、石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管等结构有序的碳材料
[4-8]
作为碳点的
制备原材料，这类材料可以给碳量子点提供更加规则，具有高度结晶特性的结构。
碳量子点一般选择硫酸和硝酸等稳定的浓酸作为溶剂刻蚀碳材料，硝酸和硫酸按
体积比 3:1 的混酸是现在酸刻蚀碳材料制备碳量子点的主要方法。这种方法可以
根据不同的需要来调节碳量子点表面的含氧基团，是一种表面改性的很好的方法。
但是由于酸的引入很难简单地分离和纯化，这也是限制这种方法发展的主要原因。
此外除了酸刻蚀方法外，电化学方法点解石墨棒也得到了很大的发展
[1]
。将电极
两端接上一定的电压电解成碳量子点溶液，这种方法简单，易操作，而且基本不
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