一种碳基纳米杂化材料的制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107652970A(43)申请公布日2018.02.02(21)申请号201710805819.9B01J31/22(2006.01)(22)申请日2017.09.08G01N21/64(2006.01)(71)申请人西北师范大学地址730070甘肃省兰州市安宁区安宁东路805号(72)发明人卢小泉张东旭毛翔张振蒲贵强(74)专利代理机构北京中恒高博知识产权代理有限公司11249代理人陆菊华(51)Int.Cl.C09K11/65(2006.01)C09K11/02(2006.01)B82Y20/00(2011.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种碳基纳米杂化材料的制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种碳基纳米杂化材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)柠檬酸作为碳源，尿素作为氮源，制备氮掺杂的碳量子点溶液；(2)将氮掺杂的碳量子点溶液与苯丙氨酰胺配体溶液混合，分别加入羧基活化剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三唑和4-二甲氨基吡啶，制备LPQDs溶液；(3)向LPQDs溶液中加入Cu(NO3)2溶液，反应得Cu(II)-LPQDs纳米杂化材料。该方法采用非传统高温高压水热反应制备NCQDs，避免使用高毒性化学试剂，氮元素的掺杂改善了碳量子点的荧光性能；与贵金属酶催化剂相比，本发明采用非贵金属Cu作为催化活性中心，催化性能优于贵金属酶催化剂；Cu(II)-LPQDs碳基纳米杂化材料可用于人宫颈癌细胞中H2O2的检测。CN107652970ACN107652970A权利要求书1/1页1.一种碳基纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将碳源柠檬酸2.0g和氮源尿素0.6-1.0g溶解于水中，得到的混合液加热蒸干，继续升温并保持2min，然后冷却至室温，得到氮掺杂的碳量子点，将所述氮掺杂的碳量子点分散于水中，进行透析处理，得到的氮掺杂的碳量子点溶液冷藏备用；(2)将10mL步骤(1)得到的氮掺杂的碳量子点溶液与2mL苯丙氨酰胺配体溶液混合，分别加入羧基活化剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三唑和4-二甲氨基吡啶各5mg，进行搅拌反应，然后进行透析处理，得到的LPQDs溶液冷藏备用；(3)向步骤(2)得到的LPQDs溶液中加入2mLCu(NO3)2溶液，反应得Cu(II)-LPQDs碳基纳米杂化材料。2.根据权利要求1所述的碳基纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述水为超纯水，碳源柠檬酸和氮源尿素溶解于10mL水中，氮掺杂的碳量子点分散于100mL水中；混合液加热蒸干的温度为120℃，所述升温至180-220℃；透析处理方法为用1KD透析袋透析12h；冷藏温度为4℃。3.根据权利要求1所述的Cu(II)-LPQDs碳基纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，苯丙氨酰胺配体溶液的浓度为10mmol/L；所述搅拌反应的时间为12h；透析处理方法为用1KD透析袋透析12h；冷藏温度为4℃。4.根据权利要求1所述的碳基纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，Cu(NO3)2溶液的浓度为10mmol/L；所述反应时间为4h。5.依权利要求1-4任一方法制备的碳基纳米杂化材料。6.依权利要求1-4任一方法制备的碳基纳米杂化材料用于检测人宫颈癌细胞中的H2O2。2CN107652970A说明书1/4页一种碳基纳米杂化材料的制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于功能材料技术领域，具体地，涉及一种碳基纳米杂化材料的制备方法和应用。背景技术[0002]零维纳米结构，由于其有趣的特性和独特的应用，一直以来都是学者们深入研究的主题。碳量子点(CQDs)是一种具备准球形结构和稳定荧光性能的尺寸小于10nm的新型碳纳米材料。相较于传统半导体量子点以及有机染料，CQDs具备毒性低、分散性好、化学惰性强、官能化简单、抗光漂白性好、生物相容性优异等特点。最近，由于掺杂能诱导电荷离域、调整碳材料的整体功能氮掺杂的纳米碳材料(石墨烯、纳米碳管、纳米碳纤维等)丰富的物理化学性质越来越受到研究者们的关注。相比于铁元素和锌元素而言，铜元素是人体中第三种最丰富的软过渡金属离子，也是哺乳动物细胞的重要矿物质营养元素，同时作为许多酶的辅助因子，换句话说，它在各种生物过程中起着非常重要的作用。金属酶是一种含有一种或几种金属离子作为辅基的结合酶。金属酶中，金属离子通常为酶活性中心，以含锌、铁、铜的酶最多，如铁金属酶-细胞色素C，也有含钼、锰等其他金属离子的酶。例如细胞色素氧化酶除含有铁离子还含有铜离子。发明