I. ВВЕДЕНИЕ

Кукурузная солома является одним из крупнейших сельскохозяйственных отходов в нашей стране, годовой объем производства огромен. Традиционные методы сжигания не только приводят к растрате ресурсов, но и создают серьезные экологические проблемы. Превращение кукурузной соломы в углеродные квантовые точки с высокой добавленной стоимостью (Углеродные квантовые точки, CQDsЭто эффективный способ ресурсизации сельскохозяйственных отходов.

Кукурузная солома богата целлюлозой, полуцеллюлозой и древесиной, обеспечивая естественный источник углерода для подготовки углеродных квантовых точек. Кукурузная солома в качестве сырья для подготовки углеродных квантовых точек, с широким источником сырья, низкой стоимостью, дружественной окружающей средой и другими преимуществами, в соответствии с концепцией зеленой химии и циклической экономики. Тем не менее, углеродные квантовые точки кукурузной соломы обычно существуют в состоянии раствора после синтеза и сталкиваются с такими проблемами, как плохая стабильность и неудобство хранения и транспортировки. Технология вакуумного замораживания и сушки является ключевым процессом для решения вышеуказанных проблем и получения высококачественного твердого углеродного квантового точечного порошка.

дваПодготовка и очистка углеродных квантовых точек кукурузной соломы

2.1 гидротермальная карбонизация

Добавьте предварительно обработанную кукурузную солому в воду.180 - 220БCтермокарбонизация условных вод30-720 минВ то же время он получает продукты из двух частей: твердофазного гидротермального угля и жидкой углеродной квантовой точки.

2.2 Очистка

Грубые продукты жидкой углеродной квантовой точки проходят следующие этапы очистки:

Фильтр: через0.22 μmФильтр с микропористыми фильтрами удаляет труднорастворимые примеси и крупные частицы из раствора.

Диализ: Используется удерживающая молекулярная масса500-3500 DaДиализные пакеты, диализ в сверхчистой воде12-48 hУдаление мелких молекулярных веществ, не участвующих в реакции.

После вышеуказанных этапов очистки получайте высокочистый углеродный квантовый точечный раствор кукурузной соломы, чтобы подготовиться к последующей обработке замораживанием и сушкойА.

триПроцесс вакуумного замораживания и сушки

3.1 Необходимость замораживания

Углеродные квантовые точечные растворы могут испытывать такие проблемы, как ослабление интенсивности флуоресценции, воссоединение и осаждение во время длительного хранения. Вакуумное замораживание и сушка могут удалять воду путем сублимации при низких температурах и вакууме, избегая воссоединения частиц, вызванных поверхностным натяжением, возникающим при испарении жидкой воды, и эффективно поддерживая исходное дисперсионное состояние, структуру поверхностных функциональных групп и флуоресцентные свойства углеродных квантовых точек.

3.2 Экспериментальный прибор: открытый спектрL6-86Лабораторная сушилка

3.3 Технологический процесс замораживания и сушки

Процесс замораживания и сушки углеродных квантовых точек кукурузной соломы включает следующие этапы:

Предварительное обогащение (необязательно): при низкой концентрации углеродных квантовых точек можно использовать вращающийся испаритель40 - 50БCКонцентрация до подходящей концентрации (например,5-10 мг/млДля уменьшения длительности замерзания и высыхания.

Предварительное замораживание: БудетВ центробежных трубах или чашках Петри для отбора проб-80Холодильники со сверхнизкой температурой4час

Сухой: перенос замороженных образцов вХолодная ловушкаПредварительное охлаждение-86БCОткрытый спектрL6-86В морозильной сушилке, основная сушка устанавливает вакуум0,1 мбарВремя для40h;Снижение вакуума сухости0,05 мбарВремя для10 часовА.

Сохранить

После сухости вынуть замороженный сухой порошок, быстро запечатать и сохранить, чтобы предотвратить всасывание влаги

Перед высыханием:

После высыхания:

четыреРезюме

Вакуумное замораживание и сушка являются эффективным способом преобразования углеродных квантовых точек кукурузной соломы из раствора в твердый порошок. Использовать открытый спектрL6-86Замораживающая сушилка,Температура холодной ловушки, вакуум можно регулировать, способность улавливать воду сильна,Можно получить сухие замороженные порошки с рыхлой структурой, легко растворимыми и хорошо флуоресцентными свойствами. Это решение решает такие проблемы, как плохая стабильность хранения и неудобство транспортировки растворов углеродных квантовых точек, обеспечивая надежную материальную базу для последующего применения.