水热制备豆粕基碳点实验与特性研究文献综述
2020-04-17 16:34:31
文 献 综 述 一、研究背景及意义 当前地球化石燃料等不可再生能源日渐枯竭不可逆转,生态环境日益恶化,我们更需要把目光放在可再生能源及清洁能源上,提高能源利用率和处理好各种废弃物已成为重中之重。
废弃物和生物质的高值化利用近年来得到人们越来越多的关注,生物质水热碳化技术是一个很有前途的技术,它在相对温和的条件下将低热值的生物质转化成类似煤的产品,称为木炭。
水热碳化技术的优势在于[1],进行水热碳化之前或过程中无需能源密集型的干燥过程生物质就可以转化为碳质固体,Lohri等通过研究改进水热碳化反应来提高固体废弃物的能量利用率[2]。
德国热力技术研RAINER TAMME教授在有关能量存储的大会报告中指出,到2050年,欧盟的可再生能源将至少占其总能源消耗量的55 %[3],因此生物质的高效利用具有重要义。
碳点作为一种新型发光材料,一经发现,就引起了人们极大的研究兴趣。
目前,碳点因发光范围可调、双光子吸收截面大、光稳定性好、易于功能化、无毒和生物相容性好等优点,在生物成像[4,5]和标记、分析检测、光电转换以及催化等领域表现出良好的应用前景[6]。
而制作碳点需要前驱物质,生物质可作为原料通过水热法制备碳点,因此作为解决后化石资源时代能源、材料和化学品短缺的重要途径,生物精炼技术正日益受到国内外研究者的极大关注与重视[7]。
二、碳点的制备方法 近年来,随着人们对碳点优异性能的逐步认识,提出了一系列制备性能优良碳点的方法,如电弧放电法[8]、激光烧蚀法[9]、电化学法[10]、酸性氧化[11,12]、燃烧[13]、水热处理[14]、超声处理[15]、微波辅助方法[16-18]等。
这些方法主要概括为自上而下法和自下而上法[19]。
自下而上法是以有机分子或含有有机分子的生物质等为前驱物结合多种技术如模板法、热解法、微波法、溶剂热法、燃烧法等将有机分子或含有有机分子的生物质碳化后,经过分离纯化得到发光碳点,这种方法产率高,但所得到的碳点发光大都在蓝绿光区域。