I. Einleitung

Cornstraw ist einer der größten landwirtschaftlichen Abfälle in unserem Land und hat eine enorme jährliche Produktion. Traditionelle Verbrennungsmethoden verursachen nicht nur Ressourcenverschwendung, sondern verursachen auch ernsthafte Umweltprobleme. Die Umwandlung von Maisstrahen in Kohlenstoff-Quantenpunkte mit hohem Mehrwert (Kohlenstoff-Quantenpunkte, CQDsEin effektiver Weg zur Ressourcennutzung von landwirtschaftlichen Abfällen.

Cornstraw ist reich an Zellulose, Halbzellulose und Lignin und bietet eine natürliche Kohlenstoffquelle für die Vorbereitung von Kohlenstoff-Quantenpunkten. Die Herstellung von Kohlenstoff-Quantenpunkten mit Mais-Strah als Rohstoff hat die Vorteile einer breiten Quelle von Rohstoffen, niedriger Kosten, umweltfreundlicher und anderer, im Einklang mit der grünen Chemie und der Kreislaufwirtschaft. Cornstraw Kohlenstoff-Quantenpunkte nach der Synthese sind jedoch in der Regel in einer Lösung vorhanden, mit Problemen wie schlechter Stabilität und unbequemer Lagerung und Transport. Die Vakuum-Gefriertrocknertechnologie ist ein Schlüsselprozess zur Lösung der oben genannten Probleme und zur Herstellung von hochwertigem Quantenpulver aus festem Kohlenstoff.

zweiVorbereitung und Reinigung von Cornstraw-Kohlenstoff-Quantenpunkten

2.1 Wasserthermische Carbonierung

Vorverarbeitete Maisstreife in Wasser hinzufügen,180-220°CWarmkarbisierung unter Bedingungen30-720 MinutenGleichzeitig erhalten Sie zwei Teile der Quantenpunkte von Festphase-Wasserkohle und Flüssigphase-Kohle.

2.2 Reinigung

Das flüssige Kohlenstoff-Quantenpunkt-Rohprodukt durchläuft folgende Reinigungsschritte:

Filtern: Durch0.22 μmMikroporenfilterfilter filtern, um schwerlösliche Verunreinigungen und große Partikel aus der Lösung zu entfernen.

Dialyse: Verwenden Sie das Retentionsmolekulargewicht500-3500 DaDialysebeutel für die Dialyse in ultrareinem Wasser12-48 hEntfernen Sie kleine molekulare Substanzen, die nicht an der Reaktion beteiligt sind.

Nach den oben genannten Reinigungsschritten erhält man eine hochreine Quantenpunktlösung von Cornstraw Carbon, die für die anschließende Gefriertrocknungsbehandlung vorbereitet ist。

dreiVakuumkriertrocknungsprozess

3.1 Notwendigkeit des Gefriertrocknens

Kohlenstoff-Quantenpunktlösungen können während der Langzeitlagerung Probleme wie Fluoreszenz-Intensitätsverlust, Reunion-Niederlage und andere auftreten. Die Vakuum-Gefriertrocknung kann die Feuchtigkeit durch Sublimation unter niedrigen Temperaturen und Vakuumbedingungen entfernen, die Partikelvereinigung vermeiden, die durch die Oberflächenspannung verursacht wird, die beim Verdampfen von flüssigem Wasser entsteht, und den ursprünglichen Dispersionszustand des Kohlenstoffquantenpunkts, die Oberflächenfunktionalstruktur und die Fluoreszenzeigenschaften effektiv aufrechterhalten.

3.2 Experimentelle Instrumente: SpektrumL6-86Laborfriertrockner

3.3 Gefriertrocknen Prozess

Der Gefriertrockneungsprozess für Cornstraw-Kohlenstoff-Quantenpunkte umfasst folgende Schritte:

Vorkonzentration (optional): Wenn die Kohlenstoffquantenpunktkonzentration niedrig ist, kann ein Rotationsverdampfer in40-50°CKonzentration auf eine geeignete Konzentration (z.B.5-10 mg/mlum die Dauer des Gefriertrocknens zu reduzieren.

Vorgefriert: wirdDie Probe wird in einem Zentrifugerrohr oder Petrischale aufgeteilt.-80℃ Kühlschrank gefriert4Stunden

Trocknen: Die gefrorene Probe inkalte FalleVorgekühlt bis-86°CDie EröffnungL6-86In der Gefriertrockner, die Haupttrockner stellen den Vakuumgrad auf0,1 mbarZeit für40h;Analyse Trocknungs Vakuum reduziert auf0,05 mbarZeit für10 Stunden。

Versiegelte Aufbewahrung

Nach dem Trocknen entfernen Sie das gefriertrocknete Pulver und bewahren es schnell versiegelt, um Feuchtigkeit zu verhindern

Vor dem Gefrieren:

Nach dem Gefrieren:

VierZusammenfassung

Die Vakuumkriertrocknung ist eine effektive Methode, um Kohlenstoffquantenpunkte in Mais-Strachen von einem Lösungszustand in ein festes Pulver zu verwandeln. Verwenden der RezeptionL6-86Gefriertrockner,Temperatur der Kaltfalle, regulierbarer Vakuumgrad, hohe Wasserfangkapazität,Es kann ein strukturell poroses, leicht lösliches und gut fluoreszierendes Gefriertrocknenpulver erhalten werden. Diese Lösung löst Probleme wie die schlechte Lagerstabilität von Kohlenstoff-Quantenpunktlösungen und die Transportschwierigkeit und bietet eine zuverlässige Solid-State-Materialbasis für ihre nachfolgenden Anwendungen.