一种番木瓜叶碳量子点及一种清洗剂的制作方法

本发明属于化学及清洗剂领域，具体涉及一种番木瓜叶碳量子点及含有该番木瓜叶碳量子点的清洗剂。

背景技术：

1、动车组列车车厢是一个密闭的空间，需要依靠空调系统通风换气。动车运行时，空气中的灰尘会附着在空调滤网上。当空调滤网上有异物时，如果不及时清洁，就会导致滤网堵塞，车厢内通风不畅，车内空气质量下降，同时造成空调无法正常散热和工作。不仅影响乘客的体验，还会危及动车组的安全运行。因此，动车组空调滤网必须定期清洗，尤其是在春夏之交杨絮、柳絮高发的时节。但是动车组发车频率高，清洗、整修时间有限。公布号cn115895793a(公开日2023年4月4日)的中国发明专利申请“一种动车空调清洗剂及其制备方法”公开了一种动车空调清洗剂，组成为温和有机酸10-20份、表面活性剂5-10份、防腐蚀剂1-5份、水溶性疏水成膜剂1-3份、杀菌剂1-3份、除螨剂1-5份、溶剂60-80份，还包括2-3份的辅助剂；其中，温和有机酸由羟基乙酸、氨基磺酸、甲基磺酸按质量比(3-4):(1-2):(1-2)组成，表面活性剂由烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐按质量比(4-5):(2-3)组成，水溶性疏水成膜剂为纳米氧化锌和有机膨润土改性的水溶性硅油，辅助剂由聚丙烯酸钠、氧化亚铜、聚四氟乙烯按质量比(2-3):(5-6):(3-4)组成。该专利申请虽然披露该动车空调清洗剂腐蚀性小，但是其组分复杂，且不知对柳絮、杨絮等的清洗作用。

2、碳量子点(carbon quantum dots)是继碳纳米管、纳米金刚石和石墨烯之后又一种新型碳纳米功能材料，其粒径一般小于10nm。碳量子点具有稳定性高、环境友好、水溶性好的优点。近年来，碳量子点在清洁、除垢、阻垢等方面的应用也引起了人们的注意。李辉分别以柠檬酸和l-抗坏血酸以及以l-赖氨酸与无水柠檬酸为原料，通过一锅热熔缩聚法分别合成了l-ccqds和ly-ccqds碳量子点阻垢剂(李辉.羧基碳量子点阻垢剂的制备及其性能研究[d].东北石油大学.2023年6月6日)。公布号cn116376642a的发明专利申请“一种环保型纳米绝缘子清洗剂及其制备方法”(公开日2023年7月4日)公开的清洗剂包含碳量子点0.2-0.8％，该碳量子点以乙二胺、柠檬酸为原料采用微波法制备而成。

3、迄今尚未见碳量子点在动车组空调滤网清洗中的应用。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明首先提供一种番木瓜叶碳量子点，在此基础上进一步提供包含该番木瓜叶碳量子点的清洗剂及其在清洗动车组空调滤网，尤其是粘附了杨絮、柳絮的动车组空调滤网中的应用。

2、为此，本发明采用了如下的技术方案：

3、一种番木瓜叶碳量子点，在波长365nm紫外光下呈蓝色荧光，通过包括如下步骤的方法制备得到：

4、i.番木瓜叶干粉的制备：

5、取新鲜番木瓜叶，干燥，粉碎过40-60目筛，得到番木瓜叶干粉；

6、ii.番木瓜叶总生物碱的制备

7、取步骤i得到的所述番木瓜叶干粉用95％乙醇溶液冷浸提取6次，每次调ph＝4.0-5.0，浸泡过夜，过滤；合并乙醇提取液，抽滤，滤液在40-45℃下用石油醚萃取，弃去石油醚层；其余部分调ph至8.0-9.0后用三氯甲烷萃取多次，至萃取液澄清，合并三氯甲烷萃取液，减压回收溶剂，干燥，得到番木瓜叶总生物碱；

8、iii.番木瓜叶碳量子点的制备

9、将步骤ii得到的所述番木瓜叶总生物碱在水中分散均匀，然后在水热反应釜中与柠檬酸190-210℃下反应5-10小时；自然冷却至室温，高速离心，过滤，滤饼真空冷冻干燥，得到番木瓜叶碳量子点。

10、优选地，所述步骤i中，干燥条件为：40-60℃下48-96h；更优选为50-55℃下60-72h。

11、优选地，所述步骤ii中，每次冷浸，95％乙醇的重量是番木瓜叶干粉重量的1-3倍，更优选为2倍。

12、还优选地，所述步骤ii中，石油醚与所述滤液的体积比为1∶3-1∶4。

13、优选地，所述步骤ii中，三氯甲烷萃取时，每次三氯甲烷的用量为被萃取液体积的0.5-1倍，更优选为被萃取液体积的1倍。

14、优选地，所述步骤iii中，所述番木瓜叶总生物碱与水的质量比为1∶1。

15、优选地，通过超声20-30min将所述番木瓜叶总生物碱在水中分散均匀。

16、优选地，所述番木瓜叶总生物碱与柠檬酸的质量比为1∶0.6-1∶1；更优选为1∶0.8。

17、优选地，所述柠檬酸以质量百分比浓度15％-25％的水溶液形式加入水热反应釜。

18、更优选地，所述柠檬酸水溶液的质量百分比浓度为20％。

19、优选地，所述步骤iii中，番木瓜叶总生物碱与柠檬酸反应温度为200℃。

20、优选地，所述步骤iii中，番木瓜叶总生物碱与柠檬酸在水热反应釜中反应8h。

21、还优选地，所述步骤iii中，高速离心的转速为10000r/min，离心5-10min，更优选为8min。

22、本发明的第二个目的在于提供一种清洗剂组合物，包括本发明所述番木瓜叶碳量子点。

23、作为一个优选的实施方案，本发明提供一种清洗剂组合物，按总质量100％计，包括：

24、本发明所述番木瓜叶碳量子点0.8-1％，碳酸氢钠3-6％，碳酸钠8-12％，硅酸钠3-6％，反式聚醚3-5％，复合缓蚀剂0.5-0.8％，甲基甘氨酸二乙酸三钠1.2-1.5％，聚天冬氨酸4-5％，脂肪醇聚氧乙烯醚2-3％，乙二醇8-12％，和余量的水。

25、优选地，所述复合缓蚀剂由苯甲酸钠、苯丙三氮唑(bta)和二乙醇胺按照质量比2∶1∶1组成。

26、本发明所述的清洗剂组合物，各组分的作用分别是：

27、番木瓜叶碳量子点：增强清洗剂的缓蚀作用；在被清洁物表面形成纳米膜，从而赋予表面不沾污能力；

28、复合缓蚀剂：提供清洗剂缓蚀作用；

29、甲基甘氨酸二乙酸三钠：溶垢剂，溶解表面沉积物；

30、聚天冬氨酸：阻垢剂，有助于本发明所述清洗剂各组分的分散和体系的稳定；

31、反式聚醚：增强清洗剂的渗透性，提高去污能力；

32、乙二醇：提高复合缓蚀剂的水溶性。

33、此外，本发明还有第三个目的，在于提供上述清洗剂组合物的制备方法，包括如下步骤：

34、s1.按照质量百分比准备各组分；

35、s2.将水加入带有搅拌装置的混合设备中，边搅拌边加入碳酸氢钠、碳酸钠、硅酸钠，搅拌均匀；

36、s3.继续依次加入乙二醇、聚天冬氨酸、甲基甘氨酸二乙酸三钠、复合缓蚀剂、反式聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀；

37、s4.最后加入本发明所述番木瓜叶碳量子点，搅拌均匀，得到的透明液体即是所述清洗剂组合物。

38、优选地，所述步骤s2中，搅拌时间为0.5-2h，更优选为1h。

39、优选地，所述步骤s3中，搅拌时间为1.5-3h，更优选为2h。

40、优选地，所述步骤s4中，搅拌时间为20min-1h，更优选为30min。

41、还优选地，所述步骤s2-s4中，搅拌速度为500-700r/min。

42、本发明还提供上述清洗剂组合物在清洗轨道交通车辆空调滤网中的应用；尤其是在杨树、柳树飞絮时节清洗轨道交通车辆空调滤网中的应用。

43、优选地，所述轨道交通车辆包括动车组列车。

44、具体地，所述应用包括：用水将本发明所述清洗剂组合物稀释至质量百分比浓度30％-50％，喷涂在待清洗的空调滤网上，静置10-20min，然后用自来水冲洗。

45、当然，如果空调滤网上附着的杨絮、柳絮或其它污物特别严重时，可以将本发明所述清洗剂组合物直接喷在滤网上，静置适当时间，一般为20-30min，然后用水冲洗干净。

46、本发明所述的清洁剂组合物不仅仅限于轨道交通车辆空调滤网的清洗，其它的场景，如民用、商用空调的滤网，等等。

47、本说明书中，如无特殊说明，所述“水”为经过净化处理的水，如去离子水、蒸馏水、双蒸水等。

48、本发明所述清洗剂具有强力的溶解、渗透和剥离作用,能够使附着在动车空调过滤器上的杨絮、柳絮等植物纤维及灰尘氧化物迅速变得疏松，进而溶解、悬浮于清洗剂中。本发明所述清洗剂的除垢率在95％以上。设备在清洗过程中不发生任何腐蚀。而且经该清洗剂清洗后的设备还具有一定的防锈、自清洁及表面修复能力。