1. 研究目的与意义
碳点是一种新型的荧光纳米材料，长期以来备受关注。因为其拥有优良的光学性能、较好的生物相容性、优异的光致发光效应、良好的稳定性、低毒性、水溶性、易于合成等优点，并且它具有的光致发光性能可以与半导体量子点相媲美，与此同时还克服了它毒性高、合成复杂等缺点。所以，荧光碳点在传感器、药物载体、光催化、荧光油墨、生物成像、标记和检测微生物等多个领域都体现出重要的应用价值。
食品原料作为碳点合成的前体物具有独特的优势，主要原因在于食品作为可再生资源，来源广泛、廉价易得；所含元素非常丰富，可制备成应用性更强的杂原子掺杂碳点；此外食品原料制得的碳点具有低毒性和优异的生物相容性；而且其便捷安全、绿色环保、无毒无害。综上，食品原料在碳点的合成中占据着重要的地位，其所合成的碳点也显示出越来越大的应用潜力。本文主要介绍食品源碳点的制备方法及优化，还有其对各种金属离子的猝灭作用及稳定性。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：
1． 食品源碳点的制备及对反应温度、反应时间和原料加入量的优化
2． 探究食品源碳点对各种金属离子的猝灭作用
3. 国内外研究现状
2004年，Xu Xiaoyou等人在纯化电弧放电煤烟制得的单壁碳纳米管( SWCNTs) 时，分离出了一种未知的荧光碳材料。为了增加该碳材料的亲水性，用3.3 mol/L HNO3来氧化电弧处理过的煤烟以引入羧基功能基团，然后使用NaOH溶液来提取沉淀物得到稳定的黑色分散液，该分散液通过凝胶电泳法进行分离，得到SWCNTs、短的管状碳和一个快速移动的高荧光材料带，最后这种材料就是碳量子点。
2006年，Sun Yaping 等人首次利用激光销蚀法制备出了碳量子点。他们通过在水存在下，激光销蚀碳原料。氩气作为载气、900℃、75kPa的条件下，产物在硝酸中回流12小时。再用有机物如PEG1500N（胺封端的聚乙二醇）和聚（丙酰乙烯亚胺 - 聚乙烯亚胺）( PPEI-EI) 连接到碳量子点表面，使其钝化。最后用酸处理碳量子点，从而发出明亮的光。
2011年，Li和他的合作者利用更简单的激光销蚀法来制备碳量子点。他们用碳纳米材料作为起始原料，用简单的有机溶剂作为液体介质。在一个典型的程序中，0.02 g的碳纳米材料被分散在50 mL的溶剂中（溶剂可以是水，乙醇，乙腈等）。超声处理后，4 mL的悬浊液滴入一个玻璃做的小室中用523 nm波长的激光照射激发。照射后离心，得到的上清液就含有碳量子点。
4. 计划与进度安排
2022年12月9日-2022年12月10日：确定实验题目，查阅相关文献，进行预实验熟悉实验流程。
2022年12月11日-2022年1月4日：准备食品原料，进行预处理及食品源碳点制备，确定食品源碳点，然后通过反应温度、反应时间和原料加入量进行食品源碳点的优化。
2022年1月5日-2022年1月6日：探究食品源碳点对各种金属离子的猝灭作用。
5. 参考文献
[1] Lim, S. Y.; Shen, W. ; Gao, Z. Carbon Quantum Dots and Their Applications. Chem. Soc. Rev., 2015 (44): 362-381.
[2]陈艳丽,张龙生,刘权坤,曹剑瑜,许娟,陈智. 以猕猴桃皮为碳源荧光碳点的制备及应用[J].常州大学学报(自然科学版),2019,31(5):17-23.
[3]王秋月,绪亚馨,蔡朝霞,陈翊平,黄茜,马美湖,付星.食品源碳点制备及应用的研究进展.http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20190917.1713.103.html,2019-09-18.
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