一种荧光染色纳米生物质炭及其染色方法和浓度分析方法技术

本发明专利技术公开了一种荧光染色纳米生物质炭及其染色方法和浓度分析方法，属于纳米材料技术领域。它包括将4

【技术实现步骤摘要】
一种荧光染色纳米生物质炭及其染色方法和浓度分析方法


[0001]本专利技术属于纳米材料
，更具体地说，涉及一种荧光染色纳米生物质炭及其染色方法和浓度分析方法。

技术介绍

[0002]生物质炭(Biochar)，也叫生物黑炭，生物质炭、生物质焦，是由生物残体在低氧或缺氧的环境条件下，经高温热解形成的一类难溶的、稳定的、高度芳香化的、富含碳素的固态物质。生物质炭在土壤改良和环境污染修复方面展现出极大的应用潜力。生物质炭应用到土壤后，改变土壤的属性，使土壤中的营养成分有效性以及持留能力提高，从而提高作物的产量。同时近年因为排放二氧化碳、一氧化二氮及甲烷等温室气体造成气候变迁影响，让科学家开始重视生物质炭之运用，因为它有助于借由生物质炭封存的方式，捕捉与清除大气中的温室气体，将它转化成非常稳定的形式，并储存在土壤中达数千年之久。
[0003]随着纳米技术的发展，人们已经开始以可持续的方式生成用于土壤和农业应用的纳米生物质炭(Nano
‑
BC)。普通生物质炭和纳米生物质炭之间的差异表现在结构随物理化学属性的变化而变化。将生物质炭颗粒尺寸减小到微/纳米尺度，是改善其孔隙率、比表面积(SSA)、流动性等性能的有效途径，也是将次优生物质炭提高到理想的高质量纳米材料即纳米生物质炭的有效途径。纳米生物质炭的制备和应用已经引起了人们越来越多的兴趣。因此，了解其纳米生物质炭环境中的含量和分布，对于提高生物质炭的成本效益以及了解和评价其生态健康风险具有重要意义。
[0004]由于纳米生物质炭的化学成分复杂，而且很难将纳米生物质炭与其他形式的有机物区分开来，因此目前采用的方法要么是需要大量劳动力，要么需要特定的检测仪器。这两种方法对于大多数的科学常规分析都是不现实的。例如，土壤中的纳米生物质炭通过人工分类，再通过核磁共振光谱法或红外光谱法进行分析，或通过选择性氧化或酸处理优先去除无机物和非生物碳，然后通过核磁共振、光学或质谱分析残留的有机物和生物质炭。这些方法都不适合大多数从事环境研究的农学家或生态学家对环境中纳米生物质炭的常规分析。因此，急需建立一种简单、快速的方法来量化环境中的纳米生物质炭浓度。
[0005]4‑
氯
‑7‑
硝基
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2,1,3
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苯并氧杂恶二唑(NBD
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Cl)是一种淡黄色的固体，易溶于有机溶剂。因为NBD
‑
Cl的结构有硝基苯并恶二唑(NBD)，因此会发出绿黄色荧光(λex，最大值＝约470nm，λem，最大值＝约530nm)。近期研究发现，NBD
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Cl可将生物质炭染色，因此可用于纳米生物质炭的荧光染色。已有研究开展了通过尼罗红进行微塑料染色的工作，并在荧光显微镜下观察，通过图像识别软件自动计数。但还未有将纳米生物质炭进行染色的工作，并且已有的荧光染色方法存在荧光染色效果不稳定、染色速度慢、抵抗酸性和碱性环境腐蚀能力较差等不足等缺点。

技术实现思路

[0006]1.要解决的问题
[0007]针对现有技术中缺少一种对纳米生物质炭染色的方法、以及现有染色方法的染色效果较差的问题，本专利技术提供一种荧光染色纳米生物质炭及其染色方法；通过在加热冷却的条件下优化染色流程，克服现有染色的不足，从而有效解决上述问题。
[0008]针对现有的纳米生物质炭浓度难以分析的问题，本专利技术提供一种纳米生物质炭浓度分析方法，通过采用本专利技术的染色方法对纳米生物质炭染色，再获取标准曲线进行定量分析，从而有效解决上述问题。
[0009]2.技术方案
[0010]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0011]本专利技术的一种荧光染色纳米生物质炭的染色方法，其包括将4
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氯
‑7‑
硝基
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2,1,3
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苯并氧杂恶二唑(即NBD
‑
Cl)在有机溶剂中溶解，得到染色液，再将纳米生物质炭放入染色液中进行染色；所述染色的方法包括：对纳米生物质炭和染色液的混合物震荡并升温至T1，在T1温度保温染色20min以上，再将所述混合物置于温度为T2的环境中染色5min以上；所述T1≥25℃，所述T2≤5℃。
[0012]本专利技术中的震荡实在磁力搅拌器上搅拌或者超声震荡，搅拌速率为200rpm～400rpm，超声功率为50KHz～150KHz。
[0013]优选地，所述染色的具体步骤为：
[0014](1)升温染色：对纳米生物质炭和染色液的混合物震荡并以10℃/min～20℃/min的速率升温至T1；
[0015](2)保温染色：在T1＝25℃～75℃温度下保温20min～40min；
[0016](3)降温染色：将(2)步骤得到的混合物置于T2＝0℃～4℃的冰水浴中冷却5min～15min，得到荧光染色纳米生物质炭。
[0017]优选地，重复(1)～(3)步骤对纳米生物质炭继续染色1次～5次。
[0018]优选地，所述4
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氯
‑7‑
硝基
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2,1,3
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苯并氧杂恶二唑的浓度为10mg/L～100mg/L。
[0019]优选地，所述有机溶剂包括甲醇、正己烷、三氯甲烷其中一种或多种。
[0020]优选地，将染色后的混合物通过孔径为0.45μm的有机系滤膜真空抽滤，用去离子水冲洗直到滤液澄清，收集滤膜上固体并将其烘干，得到荧光染色纳米生物质炭。
[0021]优选地，先将纳米生物质炭分散于溶剂中得到5mg/mL～15mg/L的纳米生物质炭悬浮液，再将所述悬浮液与染色液混合得到所述混合物。
[0022]优选地，所述纳米生物质炭包括纳米豆渣生物质炭、纳米菜籽饼生物质炭、纳米水稻秸秆生物质炭、纳米稻壳生物质炭、纳米玉米秸秆生物质炭、纳米玉米芯生物质炭、纳米大豆秸秆生物质炭、纳米油菜秸秆生物质炭、纳米花生秸秆生物质炭或纳米小麦秸秆生物质炭中的一种或多种。
[0023]本专利技术的一种荧光染色纳米生物质炭，所述荧光染色纳米生物质炭由本专利技术中所述的染色方法制备得到。
[0024]本专利技术的一种纳米生物质炭浓度分析方法，采用本专利技术中所述的染色方法对纳米生物质炭进行染色得到荧光染色纳米生物质炭，通过检测荧光染色纳米生物质炭的荧光强度来判断纳米生物质炭的浓度大小。
[0025]优选地，具体步骤为：
[0026](1)使用荧光分光光度计，在488nm波长处激发荧光染色纳米生物质炭，并测荧光
量染色纳米生物质炭在515nm～525nm波长处的荧光强度，绘制纳米生物质炭质量浓度与荧光强度之间的标准曲线。
[0027](2)使用荧光分光光度计，测量待测样品中荧光染色纳米生物质炭的荧光强度，根据标准曲线计算纳米生物质炭的浓度。
[0028]优选地，所述标准曲线是由多个荧光染色纳米生物质炭浓度下的荧光强度拟合形成，其拟合直线方程为：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光染色纳米生物质炭的染色方法，其特征在于，包括将4
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氯
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硝基
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2,1,3
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苯并氧杂恶二唑在有机溶剂中溶解，得到染色液，再将纳米生物质炭放入染色液中进行染色；所述染色的方法包括：对纳米生物质炭和染色液的混合物震荡并升温至T1，在T1温度保温染色20min以上，再将所述混合物置于温度为T2的环境中染色5min以上；所述T1≥25℃，所述T2≤5℃。2.根据权利要求1所述的一种荧光染色纳米生物质炭的染色方法，其特征在于，所述染色的具体步骤为：(1)升温染色：对纳米生物质炭和染色液的混合物震荡并以10℃/min～20℃/min的速率升温至T1；(2)保温染色：在T1＝25℃～75℃温度下保温20min～40min；(3)降温染色：将(2)步骤得到的混合物置于T2＝0℃～4℃的冰水浴中冷却5min～15min，得到荧光染色纳米生物质炭。3.根据权利要求2所述的一种荧光染色纳米生物质炭的染色方法，其特征在于，重复(1)～(3)步骤对纳米生物质炭继续染色1次～5次。4.根据权利要求1所述的一种荧光染色纳米生物质炭的染色方法，其特征在于，所述4
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氯
‑7‑
硝基
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2,1,3
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苯并氧杂恶二唑的浓度为10mg/L～100mg/L；所述有机溶剂包括甲醇、正己烷、三氯甲烷其中一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种荧光染色纳米生物质炭的染色方法，其特征在于，将染色后的混合物通过孔径为0.45μm的有机系滤膜真空抽滤，用去离子水冲洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉亮，周东美，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：