CN114414332B - 一种基于Al-CQDs和Al-CNSs的抗氧化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于Al‑CQDs和Al‑CNSs的抗氧化剂的制备方法，属于抗氧化应用领域。本发明以Ti3AlC2MAX相为碳源，使用电化学方法，通过调控电解电压，在电解液中分别制备出了Al掺杂的碳量子点和Al掺杂的碳纳米片(Al‑CQDs和Al‑CNSs)。将制得的Al‑CQDs和Al‑CNSs进行抗氧化性能的测试从而检测其抗氧化能力。本发明所述的制备方法简单，制备周期短，成本低廉并且环境友好，具有一定的商业可行性；制备得到的Al‑CQDs和Al‑CNSs均具有优异的抗氧化性能。
Description
技术领域
本发明涉及抗氧化应用领域，具体涉及一种基于铝掺杂的量子点(Al-CQDs)和铝掺杂的碳纳米片(Al-CNSs)的抗氧化剂的制备，属于碳材料技术领域。
背景技术
高效的抗氧化剂可以控制ROS的浓度，清除过量的自由基。自由基是指外层轨道上有一个或一个以上未配对电子的分子、原子、离子或基团。活性氧(ROS)是由氧分子派生的具有高反应活性的自由基和一些分子，包括单线态氧(1O2)、过氧化氢(H2O2)、超氧自由基(O2·-)、羟基自由基(·OH)和一氧化氮(NO)等。适量的ROS可以修复或清除损伤细胞，防止细胞因氧化应激而死亡。然而过量的ROS积累对人体造成的损伤是不可逆的，可能会造成细胞损伤与凋亡、衰老、癌症和DNA损伤等一系列问题。
碳量子点(Carbon quantum dots，CQDs)是一种由分散的类球状碳颗粒组成的粒径小于10nm的新型零维碳基材料。碳量子点由于其优异的物理化学性能，例如优异的荧光特性、低毒性、生物相容性和良好的水溶性等，在荧光传感、生物成像与传感、药物传递和吸附净水等领域广泛研究与应用。碳纳米片(Carbon nanosheets，CNSs)是一种新型二维纳米碳材料，具有高的比表面积、优异的导电性、生物相容性和无毒性，有望在生物医用、传感和储能等领域的应用。由于碳量子点和碳纳米片具有优异的供氢能力、电子转移能力、荧光特性、以及低的毒性，因此研究CQDs和CNSs用作抗氧化剂来清除自由基。
金属原子掺杂可以赋予CQDs和CNSs独特的电负性，具有优良的抗氧化性和氧化还原调节能力。根据抗氧化剂的作用机制，抗氧化剂越容易失去电子，清除自由基的能力越强，抗氧化活性越高。电化学方法主要使用大量的碳基材料作为碳源，作为工作电极来制备碳量子点和碳纳米片。电化学方法材料费用低廉、条件温和、后处理简单、在表面结构分析及发光机理研究中有其独特优势。
MAX为层状三元过渡金属碳化物或氮化物，其中M为过渡族金属元素，A指代一类主族元素，主要分布在Ⅲ、Ⅳ主族，X指C或N元素，如：Al、Ga、Si等，目前已发现的MAX化合物有几十种，常见的有Ti3AlC2、Ti3SiC2和Ti2AlC等。因此，本发明以Ti3AlC2MAX相为碳源，使用电化学方法调控电解电压，分别制备出了Al掺杂的碳量子点和Al掺杂的碳纳米片(Al-CQDs和Al-CNSs)。通过羟基自由基的清除实验证实了这两种材料均展示出很好的抗氧化性能，在自由基清除方面具有极大的可能性和研究价值。
发明内容
(一)要解决的技术问题
金属原子掺杂可以提高碳量子点和碳纳米片的半导体性能。因此，本发明的目的在于提供一种使用同一种原料，以Ti3AlC2MAX相为碳源，通过调控电解电压，实现铝掺杂的碳量子点(Al-CQDs)和铝掺杂的碳纳米片(Al-CNSs)两种材料的制备方法。该方法是一种简便、周期短、环境友好的制备铝掺杂的碳量子点和铝掺杂的碳纳米片的简易电化学方法。以Ti3AlC2MAX相为碳源，使用电化学工作站，调控电解电压，在高浓度碱液中制备了铝掺杂的碳量子点(Al-CQDs)和铝掺杂的碳纳米片(Al-CNSs)，来提高碳量子点和碳纳米片抗氧化性能，拓展其在抗氧化领域的应用。
本发明的另一目的在于提供一种新的抗氧化材料设计方案，即采用一种简单的电化学方法，以Ti3AlC2MAX相为碳源，通过调控电解电压，制得的Al-CQDs和Al-CNSs，并评估其抗氧化性能。制得的金属原子掺杂的碳纳米材料，即抗氧化剂为Al-CQDs和Al-CNSs。
(二)技术方案
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种基于Al-CQDs和Al-CNSs的抗氧化剂的制备方法，其特征在于使用电化学工作站采用电化学方法，施加不同电解电压，在一定的扫描速率下，将Ti3AlC2在电解质溶液中分别电解为铝掺杂碳量子点Al-CQDs和铝掺杂碳纳米片Al-CNSs。
进一步地，所述铝掺杂碳量子点，即Al-CQDs的制备方法为两电极体系恒电位法，包括如下步骤：
(1)以Ti3AlC2压片作为碳源，即工作电极，通过电化学方法在电解液中插入工作电极和对电极，使用电化学工作站，施加电压，控制扫描速率，电解反应一定时间后得到产物溶液；
(2)收集产物溶液，使用过滤器和透析袋将杂质过滤和透析，得到铝掺杂碳量子点溶液，所述的溶液具有抗氧化性。
进一步地，所述铝掺杂碳纳米片，即Al-CNSs的制备方法为两电极体系恒电位法，包括如下步骤：
(1)以Ti3AlC2压片作为碳源，即工作电极，通过电化学方法在电解液中插入工作电极和对电极，使用电化学工作站，施加电压，控制扫描速率，电解反应一定时间后得到产物溶液；
(2)收集产物溶液，使用过滤器和透析袋将杂质过滤和析出，得到铝掺杂碳纳米片溶液；所述的溶液具有抗氧化性。
如上所述方法制备的铝掺杂的碳量子点和碳纳米片的应用，其特征在于将上述电化学方法制备的铝掺杂的碳量子点和碳纳米片是作为抗氧化剂进行羟基自由基的清除；通过抗氧化活性实验，分别测试铝掺杂的碳量子点和碳纳米片溶液的荧光发射光谱，证明了铝掺杂的碳量子点和碳纳米片溶液都具有很好的抗氧化性。
进一步地，所述铝掺杂量子点的制备方法，步骤(1)中的电解液为0.1M的NaOH标准溶液作为电解液，采用恒电位法，具体的扫描速率为0.08～0.12V/s，电解电压分别为3～8V；采用的过滤器为220nm水系聚醚砜针头式过滤器，透析袋为分子截留量为8000～14000Da的透析袋，用去离子水连续透析2～4天时间。
进一步地，所述铝掺杂碳纳米片的制备方法，步骤(1)中的电解液为0.1M的NaOH标准溶液作为电解液，采用恒电位法，具体的扫描速率为0.08～0.12V/s，电解电压分别为9.5～10.5V；采用的过滤器为220nm水系聚醚砜针头式过滤器，透析袋为分子截留量为8000～14000Da的透析袋，用去离子水连续透析2～4天时间。
进一步地，所述基于Al-CQDs和Al-CNSs的抗氧化剂的羟基自由基清除实验是：采用2mL溶液，溶液包含了25mM PBS，0.5mM对苯二甲酸，50μg/mL的TiO2，和50μg/mL的Al-CQDs或Al-CNSs；采用8W，365nm紫外光照1h后，测试两种溶液的荧光发射光谱。
如上所述方法制备的两种抗氧化剂的抗氧化活性(清除羟基自由基)的测试方法，具体测试步骤为：
(1)配制缓冲液：使用PBS磷酸盐缓冲液，起试剂保护作用，浓度为25mM的PBS；
(2)配制羟基自由基溶液：使用的是0.5mM的对苯二甲酸和50μg/mL的TiO2，来产生羟基自由基；
(3)配制测试溶液体系：配制2mL溶液体系,包含了25mM PBS，0.5mM对苯二甲酸，50μg/mL的TiO2和50μg/mL的Al-CQDs或50μg/mL的Al-CNSs；
(4)光照处理：紫外光照(8W，365nm)1h后，测试溶液的荧光发射光谱(测试最终结果减去了Al-CQDs或Al-CNSs自身产生的荧光。)
所述铝掺杂碳量子点的制备方法中的步骤(1)和铝掺杂碳纳米片制备方法中的步骤(1)中的Ti3AlC2压片，即工作电极优选为直径约1.5cm，厚度约2mm的高纯度的Ti3AlC2压片。
所述铝掺杂碳量子点的制备方法中的步骤(1)和铝掺杂碳纳米片制备方法中的步骤(1)中的对电极为铂丝和铂片，优选为铂丝对电极。
所述铝掺杂碳量子点的制备方法中的步骤(1)和铝掺杂碳纳米片制备方法中的步骤(1)中的电化学方法所用电化学工作站，优选为使用CHI 660D电化学工作站。
所述铝掺杂碳量子点的制备方法中的步骤(1)和铝掺杂碳纳米片制备方法中的步骤(1)中的电化学方法，优选为恒压扫描方法。
所述铝掺杂碳量子点的制备方法中的步骤(1)和铝掺杂碳纳米片制备方法中的步骤(1)中的电解液为NaOH或KOH，优选为0.1M的NaOH标准溶液作为电解质。
所述铝掺杂碳量子点的制备方法中的步骤(1)和铝掺杂碳纳米片制备方法中的步骤(1)中的扫描速率为0.08～0.12V/s，优选为0.1V/s扫描速率。
所述铝掺杂碳量子点的制备方法中的步骤(1)中的电解电压为3V～8V，优选为7.5V电解电压。
所述铝掺杂碳纳米片制备方法中的步骤(1)中的电解电压为9.5V～10.5V，优选为10V电解电压。
所述铝掺杂碳量子点的制备方法中的步骤(1)和铝掺杂碳纳米片制备方法中的步骤(1)中的电解时间为5.5h～6.5h，优选为6h反应时间。
所述铝掺杂碳量子点的制备方法中的步骤(2)和铝掺杂碳纳米片制备方法中的步骤(2)中的将杂质过滤使用过滤器，优选为220nm水系聚醚砜针头式过滤器，以去除残余的部分杂质。
所述铝掺杂碳量子点的制备方法中的步骤(2)和铝掺杂碳纳米片制备方法中的步骤(2)中的将杂质析出使用透析袋，优选为分子截留量为8000～14000Da的透析袋。
所述铝掺杂碳量子点的制备方法中的步骤(2)和铝掺杂碳纳米片制备方法中的步骤(2)中的将杂质析出的处理时间，优选为2～4天，优选为3天透析时间。
(三)本发明技术关键点
1、本发明以层状三元过渡金属碳化物或氮化物Ti3AlC2为碳源，选择掺杂铝制备碳量子点和碳纳米片。与以往常用的碳量子点和碳纳米片相比，Al的掺入具有增加碳量子点和碳纳米片与自由基的结合能力、电荷转移能力和表面反应活化位点的特点，因而具有提高量子点的抗氧化活性的可能性，在自由基清除方面有很好的效果。
2、掺杂铝制备碳量子点和碳纳米片比未掺杂的碳量子点与碳纳米片效果更好。成本低，工艺简单，制备周期短。
3、为保证Al-CQDs和Al-CNSs水性溶液的纯净性，满足自由基的清除效果，在电解扫描后必须经过透析。透析袋的截留分子量和透析时间是必要的质量保障。
(四)有益效果
(1)本发明所述的制备方法简单，制备周期短，成本低廉并且环境友好，具有一定的商业可行性；
(2)本发明通过电化学方法制备了Al-CQDs和Al-CNSs均具有优异的抗氧化性能。
附图说明
图1电化学剥离的CQDs(a)和CNSs(b)的TEM图；
图2为CQDs(7.5V)和CNSs(10V)的XRD图；
图3为CQDs(7.5V)和CNSs(10V)的红外图；
图4为CQDs(7.5V)和CNSs(10V)的XPS总谱图；
图5为CQDs(7.5V)的Al 2p分谱图；
图6为CNSs(10V)的Al 2p分谱图；
图7为CQDs(7.5V)和CNSs(10V)的PL图谱；
图8为GCE、GQDs和Al-CQDs的CV曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细的阐述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)使用高纯度的Ti3AlC2压片(购于凯烯陶瓷粉末公司，直径约1.5cm，厚度约2mm)作为工作电极，用无水乙醇和去离子水洗净待用。
(2)使用铂丝作为对电极，仔细打磨后用无水乙醇和去离子水洗净待用。
(3)配制电解质溶液：配制浓度为0.1M的NaOH标准溶液作为电解质。
(4)将上述的工作电极(Ti3AlC2压片)和对电极铂丝分别用电极夹固定，插入到NaOH电解质溶液中，使用CHI 660D电化学工作站，技术参数为恒电位法，具体施加电解电压为3V，反应时间为6h。
(5)待反应结束后，将溶液取出，使用220nm的水系聚醚砜针头式过滤器进行杂质过滤。
(6)将上述过滤后的溶液置于截留分子量为8000-14000Da的透析袋中，用去离子水连续透析3天以去除残余的杂质。即可获得具有抗氧化性能的铝掺杂的碳量子点，浓度为50μg/mL，保存备用。
(7)配制羟基自由基清除实验所用溶液：配制2mL溶液体系,包含了25mM PBS，0.5mM对苯二甲酸，50μg/mL的TiO2和50μg/mL的Al-CQDs。
(8)羟基自由基的清除测试：对上述溶液进行紫外光照(8W，365nm)1h后，使用荧光光度计测试溶液的荧光发射光谱，用来评估Al-CQDs的抗氧化活性，即羟基自由基的清除能力(测试最终结果减去了Al-CQDs自身产生的荧光。)
实施例2
(1)使用高纯度的Ti3AlC2压片(购于凯烯陶瓷粉末公司，直径约1.5cm，厚度约2mm)作为工作电极，用无水乙醇和去离子水洗净待用。
(2)使用铂丝作为对电极，仔细打磨后用无水乙醇和去离子水洗净待用。
(3)配制电解质溶液：配制浓度为0.1M的NaOH标准溶液作为电解质。
(4)将上述的工作电极(Ti3AlC2压片)和对电极铂丝分别用电极夹固定，插入到NaOH电解质溶液中，使用CHI 660D电化学工作站，技术参数为恒电位法，具体施加电解电压为6V，反应时间为6h。
(5)待反应结束后，将溶液取出，使用220nm的水系聚醚砜针头式过滤器进行杂质过滤。
(6)将上述过滤后的溶液置于截留分子量为8000-14000Da的透析袋中，用去离子水连续透析3天以去除残余的杂质。即可获得具有抗氧化性能的铝掺杂的碳量子点，浓度为50μg/mL，保存备用。
(7)配制羟基自由基清除实验所用溶液：配制2mL溶液体系,包含了25mM PBS，0.5mM对苯二甲酸，50μg/mL的TiO2和50μg/mL的Al-CQDs。
(8)羟基自由基的清除测试：对上述溶液进行紫外光照(8W，365nm)1h后，使用荧光光度计测试溶液的荧光发射光谱，用来评估Al-CQDs的抗氧化活性，即羟基自由基的清除能力(测试最终结果减去了Al-CQDs自身产生的荧光。)
实施例3
(1)使用高纯度的Ti3AlC2压片(购于凯烯陶瓷粉末公司，直径约1.5cm，厚度约2mm)作为工作电极，用无水乙醇和去离子水洗净待用。
(2)使用铂丝作为对电极，仔细打磨后用无水乙醇和去离子水洗净待用。
(3)配制电解质溶液：配制浓度为0.1M的NaOH标准溶液作为电解质。
(4)将上述的工作电极(Ti3AlC2压片)和对电极铂丝分别用电极夹固定，插入到NaOH电解质溶液中，使用CHI 660D电化学工作站，技术参数为恒电位法，具体施加电解电压为7.5V，反应时间为6h。
(5)待反应结束后，将溶液取出，使用220nm的水系聚醚砜针头式过滤器进行杂质过滤。
(6)将上述过滤后的溶液置于截留分子量为8000-14000Da的透析袋中，用去离子水连续透析3天以去除残余的杂质。即可获得具有抗氧化性能的铝掺杂的碳量子点，浓度为50μg/mL，保存备用。
(7)配制羟基自由基清除实验所用溶液：配制2mL溶液体系,包含了25mM PBS，0.5mM对苯二甲酸，50μg/mL的TiO2和50μg/mL的Al-CQDs。
(8)羟基自由基的清除测试：对上述溶液进行紫外光照(8W，365nm)1h后，使用荧光光度计测试溶液的荧光发射光谱，用来评估Al-CQDs的抗氧化活性，即羟基自由基的清除能力(测试最终结果减去了Al-CQDs自身产生的荧光。)
(9)碳量子点的形貌表征见图1(a)所示。在7.5V电解电压下可以看到剥离得到的碳量子点，尺寸很小，并且没有明显的聚集。
(10)产物结构和成分表征：①XRD：见图2所示，制备的碳量子点没有出现典型的Ti3C2的特征峰，也没有看到原始Ti3AlC2相的特征峰，为典型的非晶信号，证实产物为无定型态；②FT-IR：见图3所示，制备的碳量子点在3200～3500cm-1的位置为-OH的伸缩振动，在1667cm-1位置为C＝O的伸缩振动，在1260～1410cm-1位置是由于-OH的面内弯曲，说明通过电化学剥离制备的碳量子点的表面存在大量的含氧基团。在500～725cm-1位置不明显的特征峰，考虑为Al-O/Ti-O的伸缩振动导致的，说明电化学剥离Ti3AlC2得到的碳量子点形成了一定量的金属残留，为铝掺杂的碳量子点(Al-CQDs)。③XPS：见图4所示，在7.5V下制备的碳量子点是由碳、氧、铝三种元素构成。在7.5V的Al分峰(图5)上，可以看到明显的Al的氧化物成键。
(11)铝掺杂碳量子点的羟基自由基清除能力：在紫外光照下，TiO2溶液会产生·OH自由基，而加入的对苯二甲酸(TPA)可以捕获·OH自由基形成具有荧光物质的2-羟基对苯二甲酸(在315nm的激发下产生的发射峰位为430nm)。见图7所示，通过Al-CQDs(7.5V)的PL图谱的特殊位置的强度变化，证实了制备的Al-CQDs具有良好的羟基自由基清除能力。
(12)通过研究其电子转移能力可以说明Al-CQDs优异的羟基自由基清除能力。见图8所示，显示了GCE、GQDs和Al-CQDs的CV曲线图。通过循环伏安法测得的氧化还原曲线可以得知，裸露的GCE电极电流的峰值是要低于涂有石墨烯量子点以及Al-CQDs的，因此我们可以得知我们制备的量子点具有优异的电荷传输能力，说明其优异的半导体性能。
实施例4
(1)使用高纯度的Ti3AlC2压片(购于凯烯陶瓷粉末公司，直径约1.5cm，厚度约2mm)作为工作电极，用无水乙醇和去离子水洗净待用。
(2)使用铂丝作为对电极，仔细打磨后用无水乙醇和去离子水洗净待用。
(3)配制电解质溶液：配制浓度为0.1M的NaOH标准溶液作为电解质。
(4)将上述的工作电极(Ti3AlC2压片)和对电极铂丝分别用电极夹固定，插入到NaOH电解质溶液中，使用CHI 660D电化学工作站，技术参数为恒电位法，具体施加电解电压为10V，反应时间为6h。
(5)待反应结束后，将溶液取出，使用220nm的水系聚醚砜针头式过滤器进行杂质过滤。
(6)将上述过滤后的溶液置于截留分子量为8000-14000Da的透析袋中，用去离子水连续透析3天以去除残余的杂质。即可获得具有抗氧化性能的铝掺杂的碳纳米片，保存备用。
(7)配制羟基自由基清除实验所用溶液：配制2mL溶液体系,包含了25mM PBS，0.5mM对苯二甲酸，50μg/mL的TiO2和50μg/mL的Al-CNSs。
(8)羟基自由基的清除测试：对上述溶液进行紫外光照(8W，365nm)1h后，使用荧光光度计测试溶液的荧光发射光谱，用来评估Al-CNSs的抗氧化活性，即羟基自由基的清除能力(测试最终结果减去了Al-CNSs自身产生的荧光。)
(9)碳纳米片的形貌表征见图1(b)所示。在10V电解电压下，可以清晰地看到剥离得到了碳纳米片。
(10)产物结构和成分表征：①XRD：见图2所示，制备的碳纳米片没有出现典型的Ti3C2的特征峰，也没有看到原始Ti3AlC2相的特征峰，为典型的非晶信号，证实产物为无定型态；②FT-IR：见图3所示，制备的碳纳米片在3200～3500cm-1的位置为-OH的伸缩振动，在1667cm-1位置为C＝O的伸缩振动，在1260～1410cm-1位置是由于-OH的面内弯曲，说明通过电化学剥离制备的碳纳米片的表面存在大量的含氧基团。在500～725cm-1位置不明显的特征峰，考虑为Al-O/Ti-O的伸缩振动导致的，说明电化学剥离Ti3AlC2得到的碳纳米片形成了一定量的金属残留，为铝掺杂的碳纳米片(Al-CNSs)。③XPS：见图4所示，在7.5V下制备的碳纳米片是由碳、氧、铝三种元素构成。在10V的Al分峰(图6)上，可以看到明显的Al的氧化物成键。
(11)铝掺杂碳纳米片的羟基自由基清除能力：在紫外光照下，TiO2溶液会产生·OH自由基，而加入的对苯二甲酸(TPA)可以捕获·OH自由基形成具有荧光物质的2-羟基对苯二甲酸(在315nm的激发下产生的发射峰位为430nm)。见图7所示，通过Al-CNSs(7.5V)的PL图谱的特殊位置的强度变化，证实了制备的Al-CNSs具有良好的羟基自由基清除能力。
实验结果表明，Al-CQSs和Al-CNSs均展现出明显的抗氧化活性。
本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于Al-CQDs和Al-CNSs的抗氧化剂的制备方法，其特征在于使用电化学工作站采用电化学方法，施加不同电解电压，在一定的扫描速率下，将Ti3AlC2在电解质溶液中分别电解为铝掺杂碳量子点Al-CQDs和铝掺杂碳纳米片Al-CNSs；
所述铝掺杂碳量子点，即Al-CQDs的制备方法为两电极体系恒电位法，包括如下步骤：
(1)以Ti3AlC2压片作为碳源，即工作电极，通过电化学方法在电解液中插入工作电极和对电极，使用电化学工作站，施加电压，控制扫描速率，电解反应一定时间后得到产物溶液；
(2)收集产物溶液，使用过滤器和透析袋将杂质过滤和透析，得到铝掺杂碳量子点溶液，所述的溶液具有抗氧化性；
步骤(1)中的电解液为0.1M的NaOH标准溶液作为电解液，采用恒电位法，具体的扫描速率为0.08～0.12V/s，电解电压分别为3～8V；采用的过滤器为220nm水系聚醚砜针头式过滤器，透析袋为分子截留量为8000～14000Da的透析袋，用去离子水连续透析2～4天时间；
所述铝掺杂碳纳米片，即Al-CNSs的制备方法为两电极体系恒电位法，包括如下步骤：
(1)以Ti3AlC2压片作为碳源，即工作电极，通过电化学方法在电解液中插入工作电极和对电极，使用电化学工作站，施加电压，控制扫描速率，电解反应一定时间后得到产物溶液；
(2)收集产物溶液，使用过滤器和透析袋将杂质过滤和析出，得到铝掺杂碳纳米片溶液；所述的溶液具有抗氧化性；
步骤(1)中的电解液为0.1M的NaOH标准溶液作为电解液，采用恒电位法，具体的扫描速率为0.08～0.12V/s，电解电压分别为9.5～10.5V；采用的过滤器为220nm水系聚醚砜针头式过滤器，透析袋为分子截留量为8000～14000Da的透析袋，用去离子水连续透析2～4天时间。
2.根据权利要求1所述方法制备的铝掺杂的碳量子点和碳纳米片的应用，其特征在于将制备的铝掺杂的碳量子点和碳纳米片是作为抗氧化剂进行羟基自由基的清除；通过抗氧化活性实验，分别测试铝掺杂的碳量子点和碳纳米片溶液的荧光发射光谱，证明了铝掺杂的碳量子点和碳纳米片溶液都具有很好的抗氧化性。
3.根据权利要求2所述的铝掺杂的碳量子点和碳纳米片的应用，其特征在于所述基于Al-CQDs和Al-CNSs的抗氧化剂的羟基自由基清除实验是：采用2mL溶液，溶液包含了25mMPBS，0.5mM对苯二甲酸，50μg/mL的TiO2，和50μg/mL的Al-CQDs或Al-CNSs；采用8W，365nm紫外光照1h后，测试两种溶液的荧光发射光谱。
4.根据权利要求3所述的铝掺杂的碳量子点和碳纳米片的应用，其特征在于所制备的两种抗氧化剂的抗氧化活性、即清除羟基自由基的测试方法，具体测试步骤为：
(1)配制缓冲液：使用PBS磷酸盐缓冲液，起试剂保护作用，浓度为25mM的PBS；
(2)配制羟基自由基溶液：使用的是0.5mM的对苯二甲酸和50μg/mL的TiO2，来产生羟基自由基；
(3)配制测试溶液体系：配制2mL溶液体系,包含了25mM PBS，0.5mM对苯二甲酸，50μg/mL的TiO2和50μg/mL的Al-CQDs或50μg/mL的Al-CNSs；
(4)光照处理：8W，365nm紫外光照1h后，测试溶液的荧光发射光谱，测试最终结果减去了Al-CQDs或Al-CNSs自身产生的荧光。
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