【技术实现步骤摘要】
本申请涉及碳量子材料，尤其是涉及一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法及其应用。
技术介绍
1、小分子有机碳在推动农业发展个农户的经济收益提高等方面发挥了重要作用。小分子有机碳的强大功效：1.有效补充碳元素：通过施用有机碳肥，给微生物肥料补碳以提高其有效的比率，功能微生物迅速发展成土壤中的优势种群，随着土壤水气热环境改善，土壤生态良性循环产生的生物多样性又进一步推动生物肥力的提高；2.改善土壤，提高土壤肥力：其与功能微生物的需求相适应，能迅速调动和扩大功能微生物的作用，快速改良土壤。但是，现有的小分子有机碳材料利用率偏低且存在着药害易残留、污染环境等问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的微碳材料的药害易残留、污染环境等问题。本申请提供一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法及其在农业领域中的应用。
2、本申请提供的一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法，是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种碳量子点负载过渡金属单原子材料由碳量子点原料、过渡金属、过渡金属-配体组成；所述碳量子点原料为柠檬酸、抗坏血酸、乙二胺四乙酸二钠、葡萄糖、蔗糖、脯氨酸、缬氨酸、尿素、甘氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、硫脲中的任意一种或多种组合；所述过渡金属为钾、钙、锰、铁、钴、镍、铜、锌中的任意一种；所述过渡金属-配体为邻菲罗啉、三聚氰胺、乙二胺四乙酸二钠、二甲基咪唑的任意一种或多
4、一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法如下：
5、步骤一，将碳量子点原料与溶剂混合得到碳量子点前驱液；
6、同时配制过渡金属-配体前驱液；
7、步骤二，将碳量子点前驱液和过渡金属-配体前驱液混合均匀后经过溶剂热法处理，过渡金属-配体与过渡金属形成单原子活性位点，过滤制得碳量子点负载过渡金属单原子材料。
8、优选地，所述步骤一，将碳量子点原料与溶剂混合配制成浓度为10-60wt%的碳量子点前驱液，室温搅拌溶解或分散均匀，搅拌转速控制在100-800rpm，搅拌时间为2-24h，得到碳量子点前驱液；所述溶剂为去离子水。
9、优选地，所述步骤一中过渡金属前驱液的制备，将过渡金属盐溶于去离子水，所述过渡金属盐为氯化盐、硝酸盐、硫酸盐中的至少一种，室温搅拌溶解，搅拌转速控制在100-800rpm/min，搅拌时间为2-12h，得到浓度1-10wt%的过渡金属前驱液。
10、优选地，所述步骤二中的过渡金属-配体前驱液的制备，将配制的过渡金属前驱液与过渡金属-配体充分混合，过渡金属前驱液含有的过渡金属盐中的金属与过渡金属-配体的摩尔比为1:(1-8)，在30-80℃温度下充分搅拌2-6h，形成稳定的过渡金属-配体混合溶液。
11、优选地，所述步骤二，将碳量子点前驱液和过渡金属-配体前驱液混合均匀后经过溶剂热法处理，在280-300℃空气氛围下进行处理，升温速率1-10℃/min，处理时间为2-16h，然后自然冷却到室温，过滤得到碳量子点负载过渡金属单原子材料。
12、优选地，所述步骤二中，溶剂热法反应结束后使用食品级的尼龙超细滤网进行精密过滤得到碳量子点负载过渡金属单原子材料。
13、优选地，所述步骤二中，溶剂热法反应结束后，使用3000目食品级的尼龙超细滤网进行一次精密过滤后，再采用4000目食品级的尼龙超细滤网进行二次精密过滤得到碳量子点负载过渡金属单原子材料。
14、优选地，所述碳量子点原料为柠檬酸、抗坏血酸、葡萄糖、蔗糖搭配脯氨酸、缬氨酸中的任意一种或多种组合。
15、优选地，所述碳量子点负载过渡金属单原子材料应用于农业领域。
16、本申请的碳量子点负载过渡金属单原子材料，采用单原子技术，金属利用率高，节省材料，成本更低，碳量子点与金属结合具有协同增效的作用，主要功效有促进根系生长、增强氮肥吸收、提高作物品质、缩短成熟周期、加强营养组分，即可以应用于各种农作物，如水稻、小麦、玉米、大豆等农作物，表现出了良好的效果，碳量子点可以作为叶面喷施，土壤灌注等使用方式。
17、综上所述，本申请具有以下优点：
18、1、本申请的碳量子点负载过渡金属单原子材料，采用单原子技术，金属利用率高，节省材料，成本更低，碳量子点与金属结合具有协同增效的作用。
19、2、本申请的碳量子点负载过渡金属单原子材料，生产工艺设备简单，容易操作，更易实现商业化吨级生产。
20、3、本申请的碳量子点负载过渡金属单原子材料，其主要功效有促进根系生长、增强氮肥吸收、提高作物品质、缩短成熟周期、加强营养组分。
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1.一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法，其特征在于：所述碳量子点负载过渡金属单原子材料由碳量子点原料、过渡金属、过渡金属-配体组成；所述碳量子点原料为柠檬酸、抗坏血酸、乙二胺四乙酸二钠、葡萄糖、蔗糖、脯氨酸、缬氨酸、尿素、甘氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、硫脲中的任意一种或多种组合；所述过渡金属为钾、钙、锰、铁、钴、镍、铜、锌中的任意一种；所述过渡金属-配体为邻菲罗啉、三聚氰胺、乙二胺四乙酸二钠、二甲基咪唑的任意一种或多种组合；
2.根据权利要求1所述的一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一，将碳量子点原料与溶剂混合配制成浓度为10-60wt%的碳量子点前驱液，室温搅拌溶解或分散均匀，搅拌转速控制在100-800rpm，搅拌时间为2-24h，得到碳量子点前驱液；所述溶剂为去离子水。
3.根据权利要求1所述的一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中过渡金属前驱液的制备，将过渡金属盐溶于去离子水，所述过渡金属盐为氯化盐、硝酸盐、硫酸盐中的至少一种，室温搅拌溶解，搅拌转速控制在100-800
4.据权利要求1所述的一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的过渡金属-配体前驱液的制备，将配制的过渡金属前驱液与过渡金属-配体充分混合，过渡金属前驱液含有的过渡金属盐中的金属与过渡金属-配体的摩尔比为1:(1-8)，在30-80℃温度下充分搅拌2-6h，形成稳定的过渡金属-配体混合溶液。
5.根据权利要求1所述的一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二，将碳量子点前驱液和过渡金属-配体前驱液混合均匀后经过溶剂热法处理，在280-300℃空气氛围下进行处理，升温速率1-10℃/min，处理时间为2-16h，然后自然冷却到室温，过滤得到碳量子点负载过渡金属单原子材料。
6.根据权利要求5所述的一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，溶剂热法反应结束后使用食品级的尼龙超细滤网进行精密过滤得到碳量子点负载过渡金属单原子材料。
7.根据权利要求6所述的一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，溶剂热法反应结束后，使用3000目食品级的尼龙超细滤网进行一次精密过滤后，再采用4000目食品级的尼龙超细滤网进行二次精密过滤得到碳量子点负载过渡金属单原子材料。
8.根据权利要求1所述的一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法，其特征在于：所述碳量子点原料为柠檬酸、抗坏血酸、葡萄糖、蔗糖搭配脯氨酸、缬氨酸中的任意一种或多种组合。
9.一种利用权利要求1-7任一项所述的碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法合成的碳量子点负载过渡金属单原子材料应用于农业领域。
...【技术特征摘要】
1.一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法，其特征在于：所述碳量子点负载过渡金属单原子材料由碳量子点原料、过渡金属、过渡金属-配体组成；所述碳量子点原料为柠檬酸、抗坏血酸、乙二胺四乙酸二钠、葡萄糖、蔗糖、脯氨酸、缬氨酸、尿素、甘氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、硫脲中的任意一种或多种组合；所述过渡金属为钾、钙、锰、铁、钴、镍、铜、锌中的任意一种；所述过渡金属-配体为邻菲罗啉、三聚氰胺、乙二胺四乙酸二钠、二甲基咪唑的任意一种或多种组合；
2.根据权利要求1所述的一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一，将碳量子点原料与溶剂混合配制成浓度为10-60wt%的碳量子点前驱液，室温搅拌溶解或分散均匀，搅拌转速控制在100-800rpm，搅拌时间为2-24h，得到碳量子点前驱液；所述溶剂为去离子水。
3.根据权利要求1所述的一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中过渡金属前驱液的制备，将过渡金属盐溶于去离子水，所述过渡金属盐为氯化盐、硝酸盐、硫酸盐中的至少一种，室温搅拌溶解，搅拌转速控制在100-800rpm/min，搅拌时间为2-12h，得到浓度1-10wt%的过渡金属前驱液。
4.据权利要求1所述的一种碳量子点负载过渡金属单原子材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的过渡金属-配体前驱液的制备，将配制的过渡金属前驱液与过渡金属-配体充分混合，过渡金属前...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晶，赵超，黄红锋，吴宇波，陈勇，
申请(专利权)人：广西联科华新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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