[发明专利]紫叶小檗碳点、转光膜及其制备方法与应用

说明书

本发明属于光转化材料技术领域，本发明公开了紫叶小檗碳点、转光膜及其制备方法与应用。其中，紫叶小檗碳点的制备包括以下步骤：紫叶小檗通过前处理得到叶汁，将叶汁、乙二胺和水混合后发生反应，反应产物顺次进行离心、过滤、透析、蒸发、冷冻干燥，即得紫叶小檗碳点。以紫叶小檗碳点作为转光剂制备转光膜应用于植物生长中，可以提高植物的光合作用，加快植物生长发育，增加作物产量。

技术领域

本发明涉及光转化材料技术领域，尤其涉及紫叶小檗碳点、转光膜及其制备方法与应用。

背景技术

光是植物生长发育的基本环境要素，太阳光包括紫外光，可见光和近红外光。其中，蓝紫光(400～480nm)和红橙光(600～700nm)可以被叶绿素a，b等色素吸收，增强植物的光合作用以促进植物生长发育。另外，紫外线的照射虽然会发生能量的传递和积累，造成微生物的灭活，从而达到消菌的目的；但是也会损坏植物组织，诱发植物病害。因此，设计和合成将不利于植物生长的部分紫外光转化为可被叶绿素a，b所吸收利用的蓝光，提高植物光合作用效率的材料是迫切需要的。

转光膜是通过添加转光剂，使其将紫外光转化成植物进行光合作用所需的蓝紫光，改善透过光质，提高有效光利用率的复合材料。利用转光膜可以将部分紫外光转换为可为植物光合作用利用的蓝紫光，增强植物的光合作用，促进作物产量的增加和品质的提升。农用转光膜的开发始于80年代末期，在我国较早开发农用光转换膜的是中国科学院长春物理所开发的PE膜用于人参栽培，具有出苗早5～7天、参根皂苷含量提高24％、茎叶皂苷含量提高35％的效果。转光膜无毒、亲水性高、表面官能团丰富、荧光稳定、质子转移能力快速和捕光能力优异，因此，转光膜的制备和应用对农业生产具有重要意义。然而，转光膜的应用效果主要受转光剂性能的影响，目前，转光剂大多数为有机荧光颜料及金属有机配合物，存在着光稳定性差、转光衰减快、透光率低等问题。

碳点，一种荧光基碳纳米材料，具有毒性低、污染小、稳定的光致发光、快速的质子电导率和优异的光捕获能力等优点，以碳点作为转光剂制备转光膜，不仅可以促进植物的光合作用，而且对提高膜的整体性能具有重要的意义。此外，与有机物碳源相比，生物质基碳点具有合成工艺简单，成本低，发射光谱与植物合成光谱相对应，分散性良好等优点。但是，目前鲜有生物质基碳点转光膜及其制备和应用的报道。

因此，如何利用生物质基碳点制备转光膜成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了紫叶小檗碳点、转光膜及其制备方法与应用，与一般转光剂相比，以紫叶小檗碳点作为转光剂制备转光膜应用于植物生长中，可以提高植物的光合作用，加快植物生长发育，增加作物产量。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种紫叶小檗碳点的制备方法，包括以下步骤：

紫叶小檗通过前处理得到叶汁，将叶汁、乙二胺和水混合后发生反应，反应产物顺次进行离心、过滤、透析、蒸发、冷冻干燥，即得紫叶小檗碳点；

所述叶汁、乙二胺和水的体积比为2～5：0.3～0.5：8～12；叶汁的浓度为0.005～0.125g/mL。

进一步的，所述反应的温度为80～90℃，时间为5～20min；

所述离心的转速为8000～12000r/min，时间为8～15min；

所述过滤采用的滤膜的孔径为0.2～0.3μm；

所述透析的截留分子量为500～2000Da，时间为40～60h；

所述冷冻干燥的温度为-60～-70℃，时间为24～36h。

本发明提供了上述制备方法制备得到的紫叶小檗碳点。