[發明專利]一種熒光碳納米材料的纖維固載方法

有效

• 申請號: 201711233493.3
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107938321B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 黃佳佳;肖俊峰;王景濤;李奕帆;李夢雨;炊寧博;原思國
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: D06M11/74
• 分類號: D06M11/74;C09K11/65;C09K11/02
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 李秋紅

本發明公開了一種熒光碳納米材料的纖維固載方法。首先將功能纖維加入溶劑A中溶脹，得到溶脹后的功能纖維；將熒光碳納米材料分散于溶劑B中，然后加入溶脹后的功能纖維攪勻；將攪勻后的混合材料加熱反應，反應后冷卻至室溫；冷卻后的產物洗滌，洗滌后真空干燥，干燥后得到纖維固載的熒光碳納米材料。本發明技術方案能夠有效克服了熒光碳納米材料在熒光探針、光催化等領域應用過程中的分離和循環使用難題、解決熒光碳納米材料固載后的熒光淬滅問題。

一、技術領域：

本發明涉及一種熒光碳納米材料的固載方法，特別是涉及一種熒光碳納米材料的纖維固載方法。

二、背景技術：

與傳統的半導體量子點和熒光染料相比，熒光碳納米材料具有無毒、低成本、抗光漂泊、優異的化學穩定性和生物相容性等優點，在熒光探針、生物成像、熒光油墨、半導體發光、太陽能電池和光催化領域具有一定應用前景，特別是在光催化領域，熒光碳納米材料的光響應范圍更寬(從紫外到近紅外)，可利用的太陽光更多。因此，在可見光和近紅外光催化方面具有廣闊的應用價值和前景。

雖然熒光碳納米材料具有優異的光催化性能，但是在使用過程中很難回收和重復利用，并且與產物分離困難，從而嚴重限制了熒光碳納米材料在工業中的實際應用。將催化劑固載到易分離的多孔材料或者纖維材料上是解決催化劑回收和重復利用問題的有效途徑；然而熒光碳納米材料在固體條件下會出現嚴重的熒光淬滅現象，從而明顯降低其光催化活性。因此，常見的無機催化劑載體并不能有效地解決實際問題。專利CN105713607A公開了負載碳量子點的介孔二氧化硅聚丙烯氰核殼納米纖維膜的制備及應用，此方法屬于物理負載，容易脫落和熒光淬滅。熒光碳納米材料的固載目前還處于研究的起步階段，需要解決的兩個關鍵問題是選擇對熒光碳納米材料光學性能的影響較小的載體和熒光碳納米材料與載體的結合方式。

三、發明內容：

本發明要解決的技術問題是：為了克服熒光碳納米材料在熒光探針、光催化等領域應用過程中分離和循環使用難題，解決熒光碳納米材料固載后的熒光淬滅技術問題，本發明提供一種新的熒光碳納米材料的纖維固載方法。本發明技術方案利用有效加熱的方式將熒光碳納米材料通過化學鍵固載在功能纖維上，從而有效解決了熒光碳納米材料在熒光探針、光催化等領域應用過程中分離和循環的使用難題以及熒光碳納米材料固載后的熒光淬滅技術難題。

為了解決上述問題，本發明采取的技術方案是：

本發明提供一種熒光碳納米材料的纖維固載方法，所述固載方法包括以下步驟：

a、首先將功能纖維加入溶劑A中進行溶脹，溶脹時間為1～48h，溶脹后將溶劑A濾出，得到溶脹后的功能纖維；所述功能纖維與溶劑A的質量體積比(g/ml)為1：10～100；

b、將熒光碳納米材料超聲分散于溶劑B中，然后加入步驟a溶脹后的功能纖維攪拌均勻；所述功能纖維與熒光碳納米材料之間的質量比為1：0.01～1；

c、將步驟b攪拌均勻的混合材料加熱升溫至40～180℃，在此溫度條件下反應1～48h，反應結束后冷卻至室溫；

d、將步驟c冷卻后的產物進行充分洗滌，洗滌后進行真空干燥，干燥后得到纖維固載的熒光碳納米材料。

根據上述的熒光碳納米材料的纖維固載方法，步驟a中所述溶劑A為水、乙醇、二氯乙烷、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜和硝基苯中的至少一種。

根據上述的熒光碳納米材料的纖維固載方法，步驟a中所述功能纖維為弱酸性離子交換纖維或弱堿性離子交換纖維。

本發明采用的弱酸性離子交換纖維為按照專利號為CN 200410060275.0(專利名稱為：離子交換纖維及其織物的制備方法)的發明專利說明書中實施例1-10制備的氫型離子交換纖維。