一种碳量子点及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115321520A(43)申请公布日2022.11.11(21)申请号202211136733.9(22)申请日2022.09.20(71)申请人郑州大学地址450052河南省郑州市大学路路75号郑州大学23号教学楼(72)发明人孙昊焦浈李双王蓉(74)专利代理机构苏州久元知识产权代理事务所(普通合伙)32446专利代理师袁欣琪(51)Int.Cl.C01B32/15(2017.01)A01G7/06(2006.01)C09K11/65(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种碳量子点及其制备方法和应用(57)摘要本发明提出了一种碳量子点及其制备方法和应用，属于农业技术领域。包括以下步骤：将柠檬酸溶于甲酰胺中，第一次加热搅拌反应，反应结束后冷却至室温，加入聚乙二醇，第二次加热搅拌反应，反应结束后反应液离心，沉淀用洗脱剂洗涤，纯化，冷冻至固态，冻干，制得碳量子点。本发明一种低毒的碳量子点材料，可将日光中的绿光转化为红光，并具有良好的水溶性，简单喷施于植物叶片表面即可，操作简便，使用效果好，能明显增强植物光合作用、延缓叶片衰老、促进植物生长、增强植物抗逆性。CN115321520ACN115321520A权利要求书1/1页1.一种碳量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将柠檬酸溶于甲酰胺中，第一次加热搅拌反应，反应结束后冷却至室温，加入聚乙二醇，第二次加热搅拌反应，反应结束后反应液离心，沉淀用洗脱剂洗涤，纯化，冷冻至固态，冻干，制得碳量子点。2.根据权利要求1所述碳量子点的制备方法，其特征在于，所述第一次加热搅拌反应温度为150‑170℃，时间为6‑10h；所述第二次加热搅拌反应温度为50‑90℃，时间为0.5‑1.5h。3.根据权利要求2所述碳量子点的制备方法，其特征在于，所述第一次加热搅拌反应温度为160℃，时间为8h；所述第二次加热搅拌反应温度为70℃，时间为1h。4.根据权利要求1所述碳量子点的制备方法，其特征在于，所述洗脱剂为二甲基亚砜。5.根据权利要求1所述碳量子点的制备方法，其特征在于，所述纯化方法为采用硅胶柱层析纯化。6.根据权利要求1所述碳量子点的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸、甲酰胺和聚乙二醇的质量比为1‑2：0.5‑1：0.2‑0.5。7.根据权利要求1所述碳量子点的制备方法，其特征在于，所述离心为在5000‑7000g下室温离心3‑7min。8.一种如权利要求1‑7任一项所述的制备方法制得的碳量子点。9.一种如权利要求8所述的碳量子点在增强植物光合作用、延缓叶片衰老、促进植物生长、增强植物抗逆性中的应用。10.一种如权利要求9所述的应用，其特征在于，将碳量子点经DMSO溶解后，用水稀释至10‑1000mg/L，于光照条件下均匀喷施于农作物叶片上。2CN115321520A说明书1/5页一种碳量子点及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及农业技术领域，具体涉及一种碳量子点及其制备方法和应用。背景技术[0002]光合作用是地球上所有生物活动进行的基础，它将太阳能转化为有机化合物的化学能。农作物的生长发育及形态建成所需的能量主要由光照提供，并通过光照的信号作用和能量作用来调控植物相关基因的表达，以此来完成植物的营养生长和生殖生长过程中的各个生理行为(Andreeva&Velitchkova1998)。弱光天气通常通过影响农作物的光合作用，导致农作物生长发育受到制约，因此弱光是设施农业生产的主要农业气象灾害之一，是制约设施农作物生长、产量形成的主要因素。设施农业在设施设备建造过程中必然要和自然条件有所隔离，覆盖材料的使用往往会造成设施内部光照强度有所损失，严重影响作物的有效光合作用，导致设施生产的效率低、品质差等问题。目前，植物生长所需的光环境调控手段主要发生在设施内，仍然以传统光源(高压钠灯、荧光灯、LED光源)补光为主。[0003]另外太阳光中仅有红光和蓝光可以被叶绿体捕获，以波长430‑470nm的蓝紫光及波长630‑680nm的红橙光为叶绿素吸收峰值区域，该部分波段仅占到太阳光辐射的26％(Goinsetal.1997)，因此太阳能中的很多能量并不能被植物利用。最近有研究表明，纳米材料由于其光致发光特性而表现出增强植物光合作用的能力。因此，将太阳光中吸收量较低的波段转换为光合所需的红橙光或蓝紫光，充分利用太阳光中的能量，对于增强农作物的产量具有较强的可行性和巨大的开发空间。[0004]现有技术中将无效或低效光转换为植物可吸收的蓝光和红光的方法主要是利用转光农膜或者人工补光设备，专利CN202010962187.9一种粘附性蓝色荧光涂层及其制备方法和应用，公开了一种粘附性转光涂层的制备方法，并公开了其