铁掺杂抗菌碳量子点材料及其制备方法

本发明涉及一种属于纳米，特别涉及一种铁掺杂抗菌碳量子点材料及其制备方法。

背景技术：

1、碳量子点(carbon quantum dots，cqds)是一种新型的碳纳米功能材料，碳量子点具有制备过程简单和反应底物多样的特点，在抗菌研究方面展现出与传统抗菌研究思路的不同之处。

2、碳量子点的诸多性能主要取决于所选用的合成原料、纳米材料的内部结构及表面活性，其中表面活性是决定碳量子点性能的主要因素。而碳量子点功能化是用于改善碳量子点性能的最佳方法，可通过表面修饰来实现。最新文献报道特定前体可以显著改变碳量子点的理化性质，并能克服前体本身存在的缺陷。不同的前体能使碳量子点具有特定的性质，包括表面带正电荷、表面带特定基团、尺寸可控和元素异质化等。碳量子点有望被设计为治疗感染性疾病的新型抗菌药物。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种铁掺杂抗菌碳量子点材料及其制备方法。本发明提供的合成技术，工艺简单，合成前驱体只需简单的小分子物质，成本低，适于大规模批量生产。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种铁掺杂抗菌碳量子点材料的制备方法，包括如下步骤：

4、1)称取六水三氯化铁、单宁酸和左氧氟沙星固体，置于烧杯中混匀，移至聚四氟乙烯反应釜中，在鼓风干燥箱中进行加热反应；

5、2)在反应结束后，冷却至室温得到碳量子点反应粗液，将所述碳量子点反应粗液离心并通过滤膜，得到碳量子点反应滤液；

6、3)将所述碳量子点反应滤液转移至纤维素透析袋中，在去离子水中透析24小时，之后调节ph至7.4，得到抗菌碳量子点水溶液；

7、4)对所述抗菌碳量子点水溶液进行真空冷冻干燥得到抗菌碳量子点固体粉末，用超纯水溶解所述抗菌碳量子点固体粉末得到铁掺杂抗菌碳量子点水溶液。

8、优选地，在步骤1)中，加热反应的温度为200℃，时间为12h。

9、优选地，在步骤1)中，六水三氯化铁、单宁酸和左氧氟沙星固体的质量比为1:1:1。

10、优选地，在步骤2)中，所述滤膜为0.22μm滤膜。

11、优选地，在步骤3)中，所述纤维素透析袋为100-500d纤维素透析袋，在透析过程中，每4小时更换透析外液。

12、优选地，在步骤3)中，用1m naoh调节ph至7.4。

13、优选地，在步骤4)中，抗菌碳量子点固体粉末平均粒径为2.19nm。

14、优选地，在步骤4)中，铁掺杂抗菌碳量子点水溶液在4℃下避光保存。

15、本发明实施例还提供了一种根据上述的制备方法制得的铁掺杂抗菌碳量子点材料。

16、优选地，所述抗菌碳量子点材料的水溶液呈灰黑色澄清状，其特征吸收峰位置在306nm和395nm处。

17、本发明在铁掺杂抗菌碳量子点材料制备过程中除了加入前驱体六水三氯化铁、单宁酸和左氧氟沙星外无需加入任何其它试剂。将前驱体六水三氯化铁、单宁酸和左氧氟沙星通过简单的一步水热法即可得到铁掺杂抗菌碳量子点。利用本发明方法制备工艺简单，成本低，绿色环保。所制备的铁掺杂抗菌碳量子点形貌规则，粒度均匀，水溶性好，溶液稳定性高，易于储藏，便于大规模批量生产。

技术特征：

1.一种铁掺杂抗菌碳量子点材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的铁掺杂抗菌碳量子点材料的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，加热反应的温度为200℃，时间为12h。

3.根据权利要求1所述的铁掺杂抗菌碳量子点材料的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，六水三氯化铁、单宁酸和左氧氟沙星固体的质量比为1:1:1。

4.根据权利要求1所述的铁掺杂抗菌碳量子点材料的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，所述滤膜为0.22μm滤膜。

5.根据权利要求1所述的铁掺杂抗菌碳量子点材料的制备方法，其特征在于，在步骤3)中，所述纤维素透析袋为100-500d纤维素透析袋，在透析过程中，每4小时更换透析外液。

6.根据权利要求1所述的铁掺杂抗菌碳量子点材料的制备方法，其特征在于，在步骤3)中，用1m naoh调节ph至7.4。

7.根据权利要求1所述的铁掺杂抗菌碳量子点材料的制备方法，其特征在于，在步骤4)中，抗菌碳量子点固体粉末平均粒径为2.19nm。

8.根据权利要求1所述的铁掺杂抗菌碳量子点材料的制备方法，其特征在于，在步骤4)中，铁掺杂抗菌碳量子点水溶液在4℃下避光保存。

9.一种根据权利要求1-8任一所述的制备方法制得的铁掺杂抗菌碳量子点材料。

10.根据权利要求9所述的铁掺杂抗菌碳量子点材料，其特征在于，所述抗菌碳量子点材料的水溶液呈灰黑色澄清状，其特征吸收峰位置在306nm和395nm处。

技术总结
本发明公开一种铁掺杂抗菌碳量子点材料及其制备方法，制备方法包括：称取六水三氯化铁、单宁酸和左氧氟沙星固体，置于烧杯中混匀，移至聚四氟乙烯反应釜中，在鼓风干燥箱中进行加热反应；冷却至室温得到碳量子点反应粗液，将碳量子点反应粗液离心并通过滤膜，得到碳量子点反应滤液；将碳量子点反应滤液转移至纤维素透析袋中，在去离子水中透析24小时，调节pH至7.4，得到抗菌碳量子点水溶液；对水溶液进行真空冷冻干燥得到抗菌碳量子点固体粉末，用超纯水溶解得到铁掺杂抗菌碳量子点水溶液。本发明具有原料易得，成本低廉，设备简单，绿色环保，低毒性等优点，并且所得的抗菌碳量子点分散性好、粒度均匀，具有良好的稳定性和较高的荧光量子产率。

技术研发人员：吴丽娜,林丽清,林晓昀,薛佳欣,胡晴,罗微,张晋聘
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：
技术公布日：2024/8/27