一種水溶性紅光碳點及其制備方法與應(yīng)用技術(shù)

技術(shù)編號：43520148 閱讀：6 留言：0更新日期：2024-12-03 12:09

一種水溶性紅光碳點及其制備方法與應(yīng)用，該方法包括以下步驟：將雙氰胺和鄰苯二胺加入到含有硫酸的去離子水中，攪拌20?30min形成懸浮液；將懸浮液置于高壓反應(yīng)釜中，在100?200℃下加熱反應(yīng)6?12h形成深藍(lán)色碳點溶液；將深藍(lán)色碳點溶液冷卻至室溫后，分別利用水系微孔濾膜過濾和透析袋進(jìn)行透析，除去雜質(zhì)后獲得純凈的水溶性紅光碳點。該方法具有工藝簡單、易于操作、成本低、無污染的優(yōu)點，可用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；所制備的水溶性紅光碳點尺寸小，具有良好的單分散性、類石墨烯結(jié)構(gòu)和水溶性，能在干旱脅迫和鹽脅迫下顯著提高大田作物根系對鉀鈉離子的吸收和轉(zhuǎn)運，提高作物的光合速率和氣孔導(dǎo)度，緩解大田作物干旱和鹽脅迫。

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【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及碳納米材料及應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種水溶性紅光碳點及其制備方法與應(yīng)用。

技術(shù)介紹

1、光不僅提供驅(qū)動光合作用的輻射能，還作為優(yōu)化植物生長、發(fā)育和環(huán)境適應(yīng)性的信號。隨著植物光信號基礎(chǔ)理論的迅速發(fā)展，植物工廠在全球范圍內(nèi)可通過改變led光譜提高食品產(chǎn)量和質(zhì)量，但僅限于綠葉蔬菜和草本植物。針對甘薯、玉米、水稻等大田作物，光信號理論和光調(diào)節(jié)技術(shù)的應(yīng)用還有欠缺。因此，研發(fā)靶向調(diào)控光信號的新型生產(chǎn)技術(shù)以實現(xiàn)大田作物抗逆抗病及產(chǎn)量品質(zhì)提升至關(guān)重要。

2、碳量子點作為一種新型碳納米材料，因其粒徑小(1-10nm)、光致發(fā)光、豐富表面官能基團(tuán)、高生物相容性、低毒性等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用，如制備紅光碳點喂養(yǎng)家蠶獲得明亮的熒光蠶絲，制備固態(tài)熒光碳點替代led照明或植物生長溫室led光源。然而，不同制備方法所制備得到的不同生物學(xué)特性的碳點對植物的影響不同。目前干旱和鹽堿化對全球糧食安全構(gòu)成重大威脅，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。因此，制備一種提高大田作物抗旱耐鹽性的具有紅色或遠(yuǎn)紅色發(fā)射光譜的水溶性碳點對農(nóng)作物生產(chǎn)具有重要的研究意義和實際應(yīng)用價值。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本專利技術(shù)的目的是提供一種水溶性紅光碳點及其制備方法與應(yīng)用，該方法具有工藝簡單、易于操作、成本低、無污染的優(yōu)點，可用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；所制備的水溶性紅光碳點尺寸小，具有良好的單分散性、類石墨烯結(jié)構(gòu)和水溶性，能在干旱脅迫和鹽脅迫下顯著提高大田作物根系對鉀鈉離子的吸收和轉(zhuǎn)運，提高作物的光合速率和氣孔導(dǎo)度，緩解大田作物干旱和鹽脅迫。

2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種水溶性紅光碳點的制備方法，包括以下步驟：

3、s1、將雙氰胺和鄰苯二胺加入到含有一定量硫酸的去離子水中，攪拌20-30min形成懸浮液；懸浮液中，雙氰胺的濃度為2.0mm-3.5mm，鄰苯二胺的濃度為5.0mm-6.5mm；

4、s2、將步驟s1得到的懸浮液置于高壓反應(yīng)釜中，在100-200℃下加熱反應(yīng)6-12h形成深藍(lán)色碳點溶液；

5、s3、將步驟s2得到的深藍(lán)色碳點溶液冷卻至室溫后，分別利用水系微孔濾膜過濾和透析袋進(jìn)行透析，除去雜質(zhì)后獲得純凈的水溶性紅光碳點。

6、優(yōu)選的，步驟s1中，懸浮液中，雙氰胺的濃度為2.97mm，鄰苯二胺的濃度為5.94mm。

7、優(yōu)選的，步驟s1中，含硫酸的去離子水中，硫酸的濃度為1％。

8、優(yōu)選的，步驟s2中，懸浮液在200℃下反應(yīng)10h形成深藍(lán)色碳點溶液。

9、優(yōu)選的，步驟s3中，水系微孔濾膜的孔徑為0.22μm，透析袋的分子量為1000da。

10、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)還提供了一種水溶性紅光碳點，所述水溶性紅光碳點由上述制備方法制備得到。

11、進(jìn)一步的，所述水溶性紅光碳點呈球形且形成了類石墨烯結(jié)構(gòu)；所述水溶性紅光碳點發(fā)射紅光，且光致發(fā)光特性與激發(fā)無關(guān)。

12、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)還提供了上述水溶性紅光碳點在提高甘薯幼苗和小麥幼苗抗旱中的應(yīng)用。

13、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)還提供了上述水溶性紅光碳點在提高甘薯幼苗、玉米幼苗、水稻幼苗、大豆幼苗耐鹽中的應(yīng)用。

14、優(yōu)選的，將水溶性紅光碳點配制成碳點濃度為0.6mg/ml的碳點營養(yǎng)液。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：

16、本專利技術(shù)以蒸餾水為溶劑通過一步水熱法制備碳點，該工藝簡單、易于操作、成本低、反應(yīng)在12h之內(nèi)完成，無污染，可用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；本專利技術(shù)制備的水溶性紅光碳點呈球形，尺寸小，具有良好的單分散性、類石墨烯結(jié)構(gòu)和水溶性，能在干旱脅迫和鹽脅迫下顯著提高大田作物根系對鉀鈉離子的吸收和轉(zhuǎn)運，提高作物的光合速率和氣孔導(dǎo)度，緩解大田作物干旱和鹽脅迫，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高干旱和鹽脅迫下農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，適于廣泛推廣。

本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

1.一種水溶性紅光碳點的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水溶性紅光碳點的制備方法，其特征在于，步驟S1中，懸浮液中，雙氰胺的濃度為2.97mM，鄰苯二胺的濃度為5.94mM。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水溶性紅光碳點的制備方法，其特征在于，步驟S1中，含硫酸的去離子水中，硫酸的濃度為1％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水溶性紅光碳點的制備方法，其特征在于，步驟S2中，懸浮液在200℃下反應(yīng)10h形成深藍(lán)色碳點溶液。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水溶性紅光碳點的制備方法，其特征在于，步驟S3中，水系微孔濾膜的孔徑為0.22μm，透析袋的分子量為1000Da。

6.一種水溶性紅光碳點，所述水溶性紅光碳點由根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的制備方法制備得到。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種水溶性紅光碳點，其特征在于，所述水溶性紅光碳點呈球形且形成了類石墨烯結(jié)構(gòu)；所述水溶性紅光碳點發(fā)射紅光，且光致發(fā)光特性與激發(fā)無關(guān)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種水溶性紅光碳點

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種水溶性紅光碳點在提高甘薯幼苗、玉米幼苗、水稻幼苗、大豆幼苗耐鹽中的應(yīng)用。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的應(yīng)用，其特征在于，將水溶性紅光碳點配制成碳點濃度為0.6mg/mL的碳點營養(yǎng)液。

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【技術(shù)特征摘要】

1.一種水溶性紅光碳點的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水溶性紅光碳點的制備方法，其特征在于，步驟s1中，懸浮液中，雙氰胺的濃度為2.97mm，鄰苯二胺的濃度為5.94mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水溶性紅光碳點的制備方法，其特征在于，步驟s1中，含硫酸的去離子水中，硫酸的濃度為1％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水溶性紅光碳點的制備方法，其特征在于，步驟s2中，懸浮液在200℃下反應(yīng)10h形成深藍(lán)色碳點溶液。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水溶性紅光碳點的制備方法，其特征在于，步驟s3中，水系微孔濾膜的孔徑為0.22μm，透析袋的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉敬然，孫健，潘志遠(yuǎn)，廖朝霞，李艷娟，李宗蕓，薛承康，
申請(專利權(quán))人：江蘇師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：

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