掺杂的碳点及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种用于促进植物生长的方法，所述方法包括使植物的至少一部分经受碳点，其中所述碳点掺杂一种或多种选自由以下组成的组的掺杂材料：二氧化硅、植物大量营养素、植物微量营养素和药物分子；并且其中所述掺杂材料在所述碳点内部和表面上缀合。本发明专利技术还涉及碳点用于植物生长的用途，其中所述碳点掺杂一种或多种选自由以下组成的组的掺杂材料：二氧化硅、植物大量营养素和植物微量营养素以及药物分子；并且其中所述掺杂材料在所述碳点内部和表面上缀合。表面上缀合。表面上缀合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】掺杂的碳点及其用途


[0001]本公开总体上涉及掺杂的碳点在植物生长中的用途。本公开还总体上涉及使用碳点促进植物生长的方法。

技术介绍

[0002]正如预测的那样，到2050年世界人口将增加到90亿，全球粮食危机将影响一半的人口。工业化、环境污染和城市化将耗尽肥沃的土地，使情况进一步恶化。为了应对粮食短缺这一全球性挑战，需要找到促进植物生长的解决方案。
[0003]多年来，植物生长组合物如肥料、土壤改良剂、调节剂和添加剂已被用于改善植物的生长条件。许多植物生长组合物已被专门配制以解决土壤中营养缺乏的问题，例如植物中的铁缺乏。其他植物生长组合物专注于抑制对植物生长有害的细菌。
[0004]尽管铁(Fe)是地壳中含量第四多的元素，但植物不易获取。在好氧或高pH值的土壤中，铁很容易氧化成不溶性氧化铁。因此，缺铁是一个严重的农业问题，尤其是在覆盖地球表面30％以上的石灰质土壤中。另一方面，由于铁在植物线粒体和叶绿体代谢中的重要作用，缺铁的植物通常会出现萎黄病症状，最终导致产量和营养价值的大幅损失。植物对铁可用性的反应能力最终会影响人类营养，包括产量和可食用组织中的生物可利用铁。
[0005]由膳食摄入不足引起的人类缺铁是全球性的营养问题。根据世界卫生组织(WHO)2002年的报告，铁缺乏症影响着全世界超过30亿人，尤其是发展中国家的妇女和儿童。缺铁会导致儿童智力和精神运动发育受损，成人生产力下降，也是贫血的最常见原因。铁生物强化的三种不同方法是农艺方法、育种和遗传工程。缺乏遗传多样性使育种计划无效，而消费者的抵制阻碍了遗传工程方法的广泛应用。因此，农艺方法，尤其是铁施肥，是提高铁浓度和生物利用度以解决眼下人类缺铁的有前途的解决方案。然而，可溶性植物可用Fe(II)肥料的高成本/易氧化以及Fe(III)肥料容易转化为不溶性氧化铁使铁生物强化成为全球性挑战。
[0006]因此，需要提供能够克服或至少改善上述一个或多个缺点的解决方案。

技术实现思路

[0007]在本公开的一方面，提供了一种用于促进植物生长的方法，该方法包括使植物的至少一部分经受碳点，其中碳点掺杂一种或多种选自由以下组成的组的掺杂材料：二氧化硅、植物大量营养素、植物微量营养素和药物分子；并且其中掺杂材料在碳点内部和表面上缀合。
[0008]在本公开的另一方面，提供了碳点用于植物生长的用途，其中碳点掺杂一种或多种选自由以下组成的组的掺杂材料：二氧化硅、植物大量营养素、植物微量营养素和药物分子；并且其中掺杂材料在碳点内部和表面上缀合。
[0009]有利地，本公开的碳点可以以高产率容易地纯化，使其在生产中有利地可规模化。
[0010]进一步有利地，本公开的碳点可以具有掺杂材料的高负载能力，使其有利地用于
材料递送以支持植物生长。
[0011]还有利地，本公开的碳点能够在长时间内延长掺杂材料的递送。这有利地导致促进植物生长所需的较低浓度的碳点。这也有利地减少未吸收的掺杂材料的流失。
[0012]进一步有利地，本公开的碳点可有效杀死对植物有害的细菌，从而促进植物生长。
[0013]定义
[0014]除非本文另有定义，否则本申请中使用的科学技术术语应具有本领域普通技术人员通常理解的含义。通常，与本文描述的化学相关使用的命名法和技术是本领域众所周知和常用的那些。
[0015]除非上下文另有要求或有相反的具体说明，本文作为单数整数、步骤或要素引用的本专利技术的整数、步骤或要素清楚地包括所引用的整数、步骤或要素的单数和复数形式。
[0016]如本文所用，术语“缀合”是指基团通过诸如共价键、疏水键、离子键、氢键、范德华力、静电相互作用等键结合。
[0017]单词“基本上”不排除“完全”，例如，与“基本上不含”Y的组合物可以完全不含Y。必要时，可以从本专利技术的定义中省略“基本上”一词。
[0018]在说明书中和在权利要求中，如在此所使用，关于具有一个或多个要素的清单的短语“至少”应理解为意思指选自该要素清单中的任一个或多个要素的至少一个要素，但未必包括在该要素清单内具体地列出的每一个要素中的至少一个，并且不排除该要素清单中多个要素的任何组合。该定义还允许除短语“至少一个”所指的要素列表中具体标识的要素之外的要素可以任选地存在，无论与那些具体标识的要素相关或不相关。因此，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”(或等效地“A或B中的至少一个”，或等效地“A和/或B中的至少一个”)在在一个实施方案中可以指至少一个、任选地包括多于一个A，而不存在B(并且任选地包括除B之外的要素)；在另一个实施方案中，可以指至少一个、任选地包括多于一个B，而不存在A(并且任选地包括除A之外的元素)；在又另一个实施方案中，可以指至少一个A，任选地包括多于一个A，以及至少一个B，任选地包括多于一个B(并且任选地包括其他要素)；等。
[0019]除非另有说明，否则术语“包含”及“包括”及其语法变体旨在表示“开放”或“包容”的语言，使得它们包括所列举的要素但也允许包括另外的、未列举的要素。
[0020]如本文所用，在制剂组分浓度的语境中，术语“约”通常是指所叙述值的+/
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5％，更通常是所叙述值的+/
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4％，更通常是所叙述值的的+/
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3％，更通常是所叙述值的+/
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2％，甚至更通常是所叙述值的+/
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1％，并且甚至更通常是所叙述值的+/
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0.5％。
[0021]在整个本披露中，某些实施方案可以以范围形式公开。形式应当理解，范围格式的描述仅仅是为了方便和简洁，不应理解为对所披露范围的范围的硬性限制。因此，应该认为范围的描述已经具体披露了所有可能的子范围以及该范围内的各个数值。例如，范围如从1至6的描述应当被认为是具有确切披露的子范围，如从1至3、从1至4、从1至5、从2至4、从2至6、从3至6等，以及该范围内的单独数字，例如1、2、3、4、5和6。无论范围的广度如何，这都适用。
[0022]某些实施方案也可以在本文中广泛性地和一般性地描述。属于一般性公开的每个更窄的种类和亚一般组也构成本披露的一部分。这包括对实施方案的一般性描述，其条件或负面限制是将任何主题从该类中移除，而不管所切下的材料是否在本文中具体叙述。
附图说明
[0023]附图图示了所公开的实施方案并且用于解释所公开的实施方案的原理。然而，应当理解，这些附图只是为了说明的目的而设计的，而不是作为对本专利技术的限制的定义。
[0024]图1a
[0025]图1a显示了合成的碳点(CD)的透射电子显微镜(TEM)图像。
[0026]图1b
[0027]图1b显示了合成的铁掺杂碳点(FeCD)的TEM图像。
[0028]图1c
[0029]图1c显示了合成的铜掺杂碳点(CuCD)的TEM图像。
[0030]图1d
[0031]图1d显示了合成的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于促进植物生长的方法，所述方法包括使植物的至少一部分经受碳点，其中所述碳点掺杂一种或多种选自由以下组成的组的掺杂材料：二氧化硅、植物大量营养素、植物微量营养素和药物分子；并且其中所述掺杂材料在所述碳点内部和表面上缀合。2.碳点用于植物生长的用途，其中所述碳点掺杂一种或多种选自由以下组成的组的掺杂材料：二氧化硅、植物大量营养素、植物微量营养素和药物分子；并且其中所述掺杂材料在所述碳点内部和表面上缀合。3.如权利要求1或2所述的方法或用途，其中所述碳点在掺杂材料存在下通过碳源的碳化的选自由以下组成的组的原位工艺形成：水热工艺、辅助水热工艺和热工艺，其中在所述工艺中，所述碳源和所述掺杂材料形成碳点，所述碳点包含缀合在所述碳点内部和表面上的掺杂材料。4.如权利要求3所述的方法或用途，其中在所述碳点形成之后，所述碳点没有掺杂掺杂材料。5.如权利要求3或4所述的方法或用途，其中所述碳源选自由以下组成的组：生物质、塑料废弃物、食物废弃物、植物废弃物、糖、氨基酸、柠檬酸、脂肪酸、醇、植物油、动物油、胺、胺络合物、乙二胺四乙酸(EDTA)、金属
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EDTA、Fe
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EDTA、Fe
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Na
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EDTA、Zn
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EDTA、Cu
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EDTA、Mg
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EDTA及其组合。6.如权利要求3至5中任一项所述的方法或用途，其中所述水热工艺在约150℃至约300℃的温度进行。7.如权利要求3至6中任一项所述的方法或用途，其中所述工艺进行至少约1小时的持续时间。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法或用途，其中所述植物微量营养素选自由以下组成的组：金属离子、硼、氯及其组合。9.如权利要求1至8中任一项所述的方法或用途，其中所述金属离子选自由以下组成的组：铁离子、锌离子、钙离子、镁离子、铜离子、锰离子、钾离子、钼离子及其组合。10.如权利要求1至9中任一项所述的方法或用途，其中所述金属离子选自由以下组成的组：Fe
2+
、Fe
3+

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓，缪岩松，潘小勇，苏桑蒂，黄继伟，M，
申请(专利权)人：南洋理工大学，
类型：发明
国别省市：