[發明專利]一種二硫化鉬與亞甲基藍之間吸附機理的研究方法

在審

• 申請號: 201811247766.4
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109507136A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 蘇邵;汪聯輝;郝青
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽;杜春秋

本發明提出了一種二硫化鉬與亞甲基藍之間吸附機理的研究方法，該方法通過將亞甲基藍與二硫化鉬進行混合，再根據亞甲基藍和二硫化鉬的Zeta電位的不同推測亞甲基藍是通過靜電作用吸附在二硫化鉬的表面，逐步探究了不同量亞甲基藍、吸附時間、溶液pH、光照等因素對兩者之間吸附的影響，并利用Langmuir,Freundlich和Temkin三種典型的吸附模型來對二硫化鉬對亞甲基藍的吸附等溫線進行模擬，之后結合在實驗過程中利用不同比例的二硫化鉬和亞甲基藍復合材料的原子力顯微鏡數據證明了兩者之間的吸附符合三種經典吸附模型之一的Temkin吸附模型，進一步驗證了兩者之間相互作用作用力是靜電相互作用。

技術領域

本發明涉及對功能化二硫化鉬納米復合材料合成機理的研究方法，具體涉及一種二硫化鉬與亞甲基藍之間吸附機理的研究方法，屬于納米材料合成機理研究技術領域。

背景技術

二硫化鉬（MoS₂)作為石墨烯類層狀納米材料，受到越來越多科學家的關注，由于其比表面積大，電子遷移率高，可調諧帶隙，有許多缺陷位點，使其易于功能化以及具有出色的生物相容性。為了獲得更好的性能，已經采用許多材料與二硫化鉬納米片雜交，例如石墨烯，貴金屬納米結構，金屬氧化物，量子點和有機化合物，形成基于二硫化鉬的納米復合材料。應該注意的是，那些基于二硫化鉬的納米復合材料由于它們的協同效應而極大地擴大了二硫化鉬的應用。雖然已經報道了許多基于二硫化鉬的納米復合材料，但開發用于多種應用的新型二硫化鉬基納米復合材料仍然是一個挑戰。

亞甲基藍（MB）是吩噻嗪家族的一員，廣泛應用于電化學領域。通常，亞甲基藍用作電化學指示劑以監測反應過程并間接檢測目標化學或生物分子。此外，亞甲基藍還具有優異的電催化性能，可有效改善分析物與電極之間的電子轉移。

如上所述，亞甲基藍容易吸附在納米材料的表面上并形成電化學功能的納米復合材料。受已發表作品的啟發，申請人希望制備亞甲基藍修飾的二硫化鉬納米復合材料，它具有亞甲基藍和二硫化鉬納米片的優點。但是，目前尚未形成系統的二硫化鉬表面吸附亞甲基藍的機理研究方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的不足而提供一種二硫化鉬與亞甲基藍之間吸附機理的研究方法。

本發明提供一種二硫化鉬與亞甲基藍之間吸附機理的研究方法，包括以下步驟：

第一步、將亞甲基藍、二硫化鉬依次加入到離心管中，再向離心管添加水使管內液體體積保持在4mL，混合均勻，最后使離心管中二硫化鉬、亞甲基藍的濃度分別為50μg/mL；

第二步、將離心管放置在室溫下過夜復合，復合完成后進行離心，取出上清液，測上清液在664 nm處的紫外吸收峰以確定上清液中殘留亞甲基藍的量，沉淀備用；

第三步、根據下式計算二硫化鉬與亞甲基藍之間的吸附容量，

其中，q_e是平衡時二硫化鉬納米片表面亞甲基藍的吸附容量，單位為μg/mg，C₀是亞甲基藍的初始濃度，單位為μg/ mL， C_e是亞甲基藍的平衡濃度，單位為μg/mL， V是亞甲基藍溶液的體積，單位為mL，m是二硫化鉬納米片的質量，單位為mg。

眾所周知，亞甲基藍具有正電荷，平面剛性芳環結構。因此，亞甲基藍可以通過靜電相互作用很容易地吸附在二硫化鉬納米片的表面上，形成納米復合材料。正如預期的那樣，申請人能夠通過Langmuir, Freundlich和Temkin三種經典的吸附模型模擬該吸附的吸附等溫線，利用原子力顯微鏡數據證明該吸附符合Temkin模型，證明兩者之間的作用力為靜電相互作用。

作為本發明的進一步技術方案，所述二硫化鉬的Zeta電位為負，所述亞甲基藍的Zeta電位為正，推測二者之間的作用力為靜電相互作用。