用豆腐废水制作碳量子点及其发光机制研究

发布时间：2020-08-28 00:27

【摘要】：在一般情况下,豆腐生产过程中产生的豆腐黄浆水作为废水排放。由于豆腐黄浆水含有高浓度有机物(如蛋白质,氨基酸,多糖,柠檬酸,有机酸,水溶性维生素等),所以豆腐黄浆水的直接排放会造成环境污染。本论文以石屏的豆腐废水(黄浆水)为碳源,通过水热法或热解法两种反应,使黄浆水中的有机物在高温下碳化,形成碳量子点(CQDs),再利用化学修饰剂对其进行修饰,使其成为水溶性强荧光碳量子点。该方法通过简单工艺,将豆腐黄浆水资源化利用,生产高附加值的碳量子点发光材料,变废为宝,同时大幅度削减化学需氧量COD,使之达到国家排放标准,从源头解决云南九大高原湖泊之一─石屏异龙湖国家湿地公园多年来饱受豆制品废水污染的问题。本论文具有创新性的研究结果如下:1.以石屏的豆腐废水(黄浆水)为碳源,通过热解使黄浆水中的有机物脱水、碳化形成碳量子点,再利用不同化学修饰剂对其进行修饰并调节荧光波长,使之成为波长可调的水溶性强荧光碳量子点。2.采用去离子水分散CQDs使其功能化,XPS测试结果表明,CQDs表面存在-COOH、-O-C=O、-OH等多种亲水性含氧官能团,这些官能团导致CQDs具有优越的水溶性,并且在365 nm的紫外光照射下发射明亮的蓝色荧光。3.采用纯碱溶液修饰CQDs,TEM测试结果显示碳量子点具有粒径分布集中于2-10 nm,其平均尺寸为3.5 nm,分布均匀,结晶度高,晶格条纹清晰,晶面间距约为0.22 nm,对应于(100)面,在365 nm波长紫外光照射下发绿色荧光。4.采用氢氧化钠溶液修饰CQDs有许多吸收峰。在220 nm、262 nm附近有明显特征吸收峰,由C=C双键中π-π*跃迁引起;325 nm附近伴有微弱吸收,它与CQDs发射荧光密切相关,由C=O双键n-π*跃迁所致。在365 nm波长紫外光照射下发绿色荧光。
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O613.71;TB383.1
【图文】：

豆制品加工过程图

大豆提取物示意图

大豆分离蛋白化学结构示意图

【参考文献】

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本文编号：2806825