椰树枝叶基碳量子点的制备工艺优化开题报告

1. 研究目的与意义

碳量子点是一种新型的碳基零维材料。碳量子点具有优秀的光学性质，良好的水溶性、低毒性、良好的生物相容性、原料来源广、成本低、等诸多优点。利用椰树凋落的废弃物--椰树枝叶来制备碳量子点，既有效的提高了椰树枝叶的价值，有减少了制备碳量子点的成本，本课题探究利用椰树枝叶通过水热法制备碳量子点的工艺优化，旨在提高椰树枝叶的利用率、得到荧光量子产率更高、荧光性能更好的碳量子点。

2. 国内外研究现状分析

2006年，sun等人设计出一条通过表面钝化来增强荧光发射的合成碳量子点的方法，荧光产率可达10%，并首次将其命名为碳点。^[1]目前碳量子点的制备方法主要可以分为两大类：自上而下和自下而上的方法。其中自下而上是通过使用柠檬酸盐，碳水化合物等分子作为前驱体，经过化学氧化^[2],热处理^[3]以及水热合成^[4-5]等方法来合成碳量子点。

对这些生物质原料的合理利用不仅可以达到研究者对合成产物的要求，还能起到改善环境、节约资源的效果^[6]。木质素是自然界中丰富的可再生有机资源，是一种复杂的、非结晶性的、三维网状的天然芳香族高分子聚合物。^[7]

水热法属于热分解法的一种，与其他制备方法相比操作简单、成本低，更为绿色环保，合成条件相对温和，而碳量子点的产率也更高,结晶度和纯度高，具有良好的水溶性及高的荧光性能^[8]。以酶解木质素为碳源，通过水热降解制备具有激发波长宽度(320--420 nm)、粒径大小均一(3～5 nm)、稳定的碳量子点。^[9]

3. 研究的基本内容与计划

1、研究内容：以椰树枝叶作为碳源，采用水热法制备碳量子点。

材料预处理：椰树枝叶粉磨到90目，烘至绝干（含水率为0）

试验设计：

4. 研究创新点

本课题的特色与创新主要包括以下方面：

1）选用椰树枝叶天然物质作为碳源，来源广泛，绿色环保，制备过程绿色无污染。

2）通过正交试验得出较佳椰树枝叶基碳量子点的制备工艺，提高碳量子点的荧光量子产率。