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1. 研究目的与意义
传统半导体量子点由于在制备过程中会使用重金属，而具有较高毒性。而新型碳纳米材料--碳量子点却可以克服传统量子点高毒性的缺点，且在制备过程上也更加简易。碳量子点作为一种具有尺寸相关的荧光性碳纳米材料，有很好的化学惰性、水溶性、尺寸相关的荧光性以及生物相容性等特性，可应用于荧光油墨、防伪标记等领域。本课题运用碳量子点的荧光特性来代替常见荧光染料，通过制备荧光油墨并将其应用在包装防伪标记等邻域。在碳源的选择方面，由于天然物质来源广泛、绿色环保，因此在本课题中选用天然物质作为碳源。在以上基础上再采用一种绿色环保、低能耗，工艺简单的合成方法即水热法来制备碳量子点，再将所制备的碳量子点进行荧光油墨的合成。碳纳米材料成为绿色纳米技术中最具有研究活力的一类纳米材料，因此研究制备碳量子点具有实用发展性价值。本课题选用天然物质作为碳源采用水热法制备碳量子点，再合成得到荧光量子产率较高的荧光油墨，将其用于防伪、标记以及安全隐性油墨等领域也具有重要的绿色实践意义。
2. 国内外研究现状分析
碳量子点是由分散的类球状颗粒组成，尺寸在10nm以内，是一种具有尺寸相关的荧光碳纳米材料[1]。
碳量子点的合成方法有很多种，大致分为两类：自上而下和自下而上。
自上而下主要是通过物理或化学方法将大尺寸的碳骨架粉碎生成碳量子点的方法,主要包括电弧放电法、电化学氧化法和激光烧蚀法；自下而上则是以一些有机分子作为碳源来合成碳量子点,主要包括模板法、微波消解合成法、水热法、超声震荡法以及强酸氧化法等，其中应用最广泛的是水热法和微波辅助热解法[2]。
3. 研究的基本内容与计划
1.研究内容：
1）制备碳量子点：
以牛奶、柑橘皮和甲壳素等天然物质作为碳源，主要采用水热法制备碳量子点。具体制备：将20ml牛奶加入15ml去离子水中，剧烈搅拌,混合后加入高压釜反应器反应温度为 180c，持续时间为2 h，然后使用0.22m微孔注射过滤器过滤，得到牛奶碳量子点；将1g的柑橘皮粉碎并与10ml去离子水混合，搅拌，将上述搅拌后的混合物转移至盛有15ml聚四氟乙烯的高压锅中，加热至200℃，时间持续5h，然后使用0.22m微孔注射过滤器过滤，得到柑橘皮碳量子点；取甲壳素0.5g加入10ml蒸馏水中搅拌分散，再将其装入聚四氟乙烯的高压釜，反应温度为200℃，持续时间为12h，降至常温常压后再使用规格为0.22μm的针管过滤器过滤，得到甲壳素碳量子点。
4. 研究创新点
本课题的特色与创新主要包括以下方面：
1）选用天然物质作为碳源，来源广泛，绿色环保；
2）选用水热法作为实验主要制备方法，操作简便，制备过程绿色无污染；
