关键词:
木材防腐
荧光
示踪
碳量子点
银杏叶
硼掺杂
木腐菌
摘要:
【目的】环境友好型木材防腐剂的开发中,示踪功能对于木材防腐效果的评价研究具有重要意义。为充分发挥银杏叶的抗菌性能、硼砂的阻燃性能以及碳量子点的荧光示踪功能,制备一种新型硼掺杂银杏叶碳量子点(B-CQDs)木材防腐剂,以丰富环境友好型木材防腐剂体系,拓宽碳量子点抗菌性和荧光示踪应用。【方法】以绿色生物质银杏叶为碳源,硼砂为硼元素掺杂剂,通过水热法一步合成B-CQDs木材防腐剂,进行单因素实验探究最优制备工艺。采用荧光光谱、紫外可见光光谱、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)等测试方法对其性能进行表征。以白腐菌彩绒革盖菌和褐腐菌密黏褶菌作为供试菌种,通过抑菌圈试验对不同质量分数的B-CQDs木材防腐剂抑菌效果进行综合评价。【结果】以荧光强度为参考指标,B-CQDs木材防腐剂最佳制备条件:水热反应时间3.0 h,水热反应温度180℃,银杏叶用量0.5 g,银杏叶与硼砂质量比5∶1。B-CQDs呈类球状,平均粒径为2.41 nm,分散性较好。B-CQDs木材防腐剂具有激发波长依赖性和荧光稳定性,在365 nm紫外光照射下发出明亮蓝色荧光。FTIR与XPS分析的元素组成和官能团信息一致,表明硼元素成功掺入碳量子点。木材腐朽真菌抑菌圈试验结果表明:随着B-CQDs木材防腐剂质量分数的增加,其对2种木材腐朽真菌的抑制效果逐渐增强,B-CQDs木材防腐剂抑制效果优于未掺杂的碳量子点木材防腐剂。当B-CQDs木材防腐剂的质量分数为0.80%时,彩绒革盖菌和密黏褶菌的抑菌圈直径均达到最大值,分别为54.15和63.59 mm。【结论】本研究成功制备了B-CQDs木材防腐剂。该防腐剂具有光致发光特性和荧光示踪功能,且对彩绒革盖菌和密黏褶菌2种常见的木腐真菌均有较好的抑制作用,具备作为环境友好型荧光示踪木材防腐剂的潜力。