一种基于油茶茶枯的生物质碳点的制备及其检测应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于油茶茶枯的生物质碳点的制备及其检测应用，属于碳纳米材料技术领域，包括以下步骤：将油茶茶枯粉末与去离子水混合配制为悬浮液，在室温下放入磁力搅拌器中进行搅拌；将悬浮液转移至不锈钢聚四氟乙烯内衬水热反应釜中，旋紧釜盖后，将其放入电热鼓风干燥箱中反应，随后自然冷却室温，然后转移至离心管中，在离心机中进行离心，得到上层清液；将上层清液通过微孔滤膜，得到透明浅黄色溶液，再采用透析袋将其透析，即获得浅黄色的CDs溶液；得到的碳点有较好的分散性、稳定性、抗漂白性，且可作为荧光探针检测金属离子，对Fe

【技术实现步骤摘要】
一种基于油茶茶枯的生物质碳点的制备及其检测应用


[0001]本专利技术属于碳纳米材料
，具体涉及一种基于油茶茶枯的生物质碳点的制备及其检测应用。

技术介绍

[0002]碳点，又称碳量子点或者碳纳米点，是一类尺寸在10nm 以内的碳基零维材料。这类物质与传统的量子点相比，其原料来源广泛且具有优良的光学特性，包括良好的光稳定性、较强抗光漂白性、优异的生物相容性、低毒性等。广泛应用于各领域，如生物标记、生物传感、光催化、细胞器成像、荧光探针等。碳点的出现，提高了分析检测的效率。
[0003]铁离子（Fe
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）是生物体内不可或缺的一种元素，它在维持器官的正常功能以及新陈代谢中有着举足轻重的作用。Fe
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含量调控不足或者过量均会导致严重疾病。摄入含量不足，会引起贫血、免疫力下降、发育不良等疾病，摄入含量过多，会引起帕金森、心血管衰竭、糖尿病、肝病等疾病。因此，检测环境、食品中的Fe
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含量对预防或诊断这些疾病有着重要作用。目前，传统的对Fe
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的检测方法有紫外光谱法、电化学法，常规方法有比色法、荧光探针法、气相色谱、分光光度法等。其中荧光探针法在多方面均表现出其低毒性、高效性、高灵敏性等特点。
[0004]生物质材料是在自然界中广泛存在、种类丰富的可再生资源，在 CDs 制备过程中可同时控制碳核和表面态的形成，进而实现荧光性能调控。油茶是山茶科山茶属油用植物的总称，常见为常绿小乔木和灌木，树高达15m，矮至2
‑/>3m，起源于中国，主要分布在中国长江流域以及长江以南地区。油茶茶枯是油茶的副产品，是由油茶籽经压榨出油后的固态残渣，目前极少部分被利用，大部分被废弃。以压榨后的油茶茶枯为原料，通过水热法制备，进而以茶油油枯碳点作为荧光探针，可实现对Fe
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的有效分析检测。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于油茶茶枯的生物质碳点的制备及其检测应用，得到的碳点有较好的分散性、稳定性、抗漂白性，且可作为荧光探针检测金属离子，对Fe
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有良好的高荧光猝灭性，可以用于检测Fe
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，检出限为5.26μmol/L，此法绿色环保，同时原料来源广泛，价格低廉，具有较好的应用前景。
[0006]为实现以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种基于油茶茶枯的生物质碳点的制备，包括以下步骤：步骤（1）：将油茶茶枯粉末与去离子水混合配制为悬浮液，在室温下放入磁力搅拌器中进行搅拌；步骤（2）：将步骤（1）处理后的悬浮液转移至不锈钢聚四氟乙烯内衬水热反应釜中，旋紧釜盖后，将其放入电热鼓风干燥箱中反应，随后自然冷却室温，然后转移至离心管中，在离心机中进行离心，得到上层清液；步骤（3）：将上层清液通过微孔滤膜，得到透明浅黄色溶液，再采用透析袋将其透
析，即获得浅黄色的CDs溶液。
[0007]进一步地，所述油茶茶枯粉末的制备是：将天然油茶茶籽粉放入60℃的电热鼓风干燥箱中进行干燥处理，干燥后，将其过100目筛，得到油茶茶枯粉末。
[0008]进一步地，所述油茶茶枯粉与去离子水的重量比为0.005
‑
0.1：3。
[0009]进一步地，所述步骤（1）中的搅拌时间为6h。
[0010]进一步地，所述步骤（2）中反应时间为6
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22h，反应温度为140
‑
220℃。
[0011]进一步地，所述步骤（2）中离心机以9000 rpm的状态离心30min。
[0012]进一步地，所述步骤（3）中微孔滤膜的孔径为0.22μm，透析袋的截留分子量为1000。
[0013]进一步地，所述步骤（3）中透析时间为2d，期间每12h换一次水。
[0014]一种基于油茶茶枯的生物质碳点的检测应用，所得的生物质碳点作为荧光探针检测金属离子，特别是对Fe
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有良好的高荧光猝灭性，可以用于检测Fe
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。
[0015]本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术得到的碳点有较好的分散性、稳定性、抗漂白性，且可作为荧光探针检测金属离子，对Fe
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有良好的高荧光猝灭性，可以用于检测Fe
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，检出限为5.26μmol/L，此法绿色环保，同时原料来源广泛，价格低廉，具有较好的应用前景；（2）本专利技术通过荧光光谱图测定碳点的最优合成条件，当油茶茶枯粉末加入量和去离子水的比例为0.01:3，水热反应时间为18h，水热反应温度为220℃，碳点荧光强度最高；通过红外光谱分析，本专利技术制备的碳点表面含有羟基，使其具有较好的水溶性，当pH值在5
‑
11范围内，制备得到的CDs溶液荧光强度基本稳定，表明在较宽的pH值范围内具有良好的稳定性，制备的CDs在对Fe
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检测中具有良好的荧光选择性，及较好的荧光响应。
附图说明
[0016]图1为 CDs荧光光谱图；其中(a)(b)为油茶茶枯粉末加入量对CDs荧光强度的影响；(c)(d)为水热反应时间对CDs荧光强度的影响；(e)(f)为水热反应温度对CDs荧光强度的影响；图2为CDs的红外光谱图；图3为荧光强度测试图，其中(a)为紫外光照射时间对油茶茶枯粉末CDs荧光强度的影响；(b)为)Nacl浓度对油茶茶枯粉末CDs荧光强度的影响；(c)为)pH对油茶茶枯粉末CDs荧光强度的影响；图4为CDs检测金属离子的荧光强度图；其中(a)为不同金属离子对CDs荧光强度的影响，插图：加入不同金属离子的CDs溶液在365nm的紫外灯照射下的照片；(b)为不同金属离子存在情况下CDs荧光相对强度；图5为CDs检测Fe
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的荧光强度图；其中(a)为不同Fe
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浓度下CDs的荧光强度；(b)为F/F0与Fe
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浓度的关系 （F是加入Fe
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溶液时CDs的荧光强度，F0是不加入Fe
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溶液时CDs的荧光荧光强度），插图：F/F0与Fe
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浓度在50~90μmol/L 的线性关系。
具体实施方式
[0017]为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范
围。
[0018]实施例1：一种基于油茶茶枯的生物质碳点的制备，包括以下步骤：步骤（1）：将0.1g油茶茶枯粉末与30mL去离子水混合配制为悬浮液，在室温下放入磁力搅拌器中进行搅拌，搅拌时间为6h，所述油茶茶枯粉末的制备是：将天然油茶茶籽粉放入60℃的电热鼓风干燥箱中进行干燥处理，干燥后，将其过100目筛，得到油茶茶枯粉末；步骤（2）：将步骤（1）处理后的悬浮液转移至不锈钢聚四氟乙烯内衬水热反应釜中，旋紧釜盖后，将其放入电热鼓风干燥箱中反应，随后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于油茶茶枯的生物质碳点的制备，其特征在于，包括以下步骤：步骤（1）：将油茶茶枯粉末与去离子水混合配制为悬浮液，在室温下放入磁力搅拌器中进行搅拌；步骤（2）：将步骤（1）处理后的悬浮液转移至不锈钢聚四氟乙烯内衬水热反应釜中，旋紧釜盖后，将其放入电热鼓风干燥箱中反应，随后自然冷却室温，然后转移至离心管中，在离心机中进行离心，得到上层清液；步骤（3）：将上层清液通过微孔滤膜，得到透明浅黄色溶液，再采用透析袋将其透析，即获得浅黄色的CDs溶液。2.根据权利要求1所述的一种基于油茶茶枯的生物质碳点的制备，其特征在于，所述油茶茶枯粉末的制备是：将天然油茶茶籽粉放入60℃的电热鼓风干燥箱中进行干燥处理，干燥后，将其过100目筛，得到油茶茶枯粉末。3.根据权利要求1所述的一种基于油茶茶枯的生物质碳点的制备，其特征在于，所述油茶茶枯粉与去离子水的重量比为0.005
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0.1：3。4.根据权利要求1所述的一种基于油茶茶枯的生物质碳点的制备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：司家勇，张治中，梅天娇，刘佳妮，黄博荣，仪锦文，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：