水力空化法剥离煤制备荧光碳点的性质

以煤为原料制备碳纳米材料,对煤炭的清洁化和资源化利用具有重要意义。纳米碳点以其优异的性能,在许多领域显示出巨大的应用前景。目前,制备煤基碳点的化学和物理方法存在着使用药剂和设备昂贵、难以规模化生产等不足,因此亟需开发一种绿色环保、可规模化的制备方法。以无烟煤为原料,本文首次采用水力空化的方法剥离出碳点。该碳点呈类球形颗粒,平均粒径为2.1nm,具有石墨类晶格结构;主要由C、O元素组成,表面附着丰富的含氧基团,水溶液中分散性良好。由于该碳点特有的核壳结构,展现出独特的荧光性能。在360nm光照射下,显示出蓝色和黄色两个荧光峰;当用小于此波长光激发时,蓝色荧光峰占主导地位,而大于此波长时,黄色荧光峰占主导地位;另外,蓝色荧光峰表现出对激发波长的依赖性,而黄色荧光峰位置基本不变。本碳点的成功制备为研究其荧光机理和双荧光峰之间的过渡与转换提供了新的实物基础。更重要的是,研究成果将为碳点的绿色、高效、低成本、连续和规模化制备,以及煤炭资源的高值化利用提供新思路和新方法。