[發(fā)明專利]一種量子點/過氧化物復合材料、制備方法及其應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113198546A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王維;陳培;談發(fā)堂;喬學亮
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: B01J35/00
• 分類號: B01J35/00;B01J23/06;B01J21/10;B01J21/18;B01J23/02;B01J23/60;B01J23/66;B01J27/24;C02F1/72;C02F1/50;C02F1/30;B09C1/08;A61K33/40;A61P31/04
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒

本發(fā)明公開了一種量子點/過氧化物復合材料、制備方法及其應(yīng)用，所述方法包括：將含有至少一種量子點的溶液與鹽溶液混合均勻后，向該混合溶液中加入堿性沉淀劑和雙氧水，發(fā)生過氧化反應(yīng)生成過氧化物的同時該過氧化物與量子點進行原位復合，反應(yīng)完成后經(jīng)過離心分離、洗滌和干燥處理，得到所述量子點/過氧化物復合材料，其中，鹽溶液中溶解有鋅鹽、鎂鹽和鈣鹽中的至少一種。本發(fā)明的制備方法簡單，原料廉價易得，易于工業(yè)化生產(chǎn)且應(yīng)用范圍廣。該量子點/過氧化物復合材料可適用于寬pH下類芬頓降解有機污染物或可見光催化降解有機污染物，也可以用于抑制腫瘤細胞增殖和殺滅細菌，還可以吸附固化去除重金屬離子；且可用于復合污染的治理與修復。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化材料領(lǐng)域，更具體地，涉及一種量子點/過氧化物復合材料、制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，伴隨工業(yè)化的不斷發(fā)展，我們面臨的環(huán)境污染問題日益嚴峻。在水體污染問題中，較為常見的包括有機染料污染、抗生素泛濫以及重金屬離子污染。同時，水體中的抗生素污染會提高細菌的耐受力，使之成為超級細菌，在一定程度上會增加細菌感染風險以及治療細菌感染的難度。較為嚴重地，這些細菌進入生物體內(nèi)后會誘發(fā)變異，形成腫瘤。因此，在治理環(huán)境污染物的同時，也必須兼顧由環(huán)境污染引起的其他健康威脅(如耐藥細菌和抗性基因等)。迫切需要一種高效的材料與技術(shù)能解決這些綜合的環(huán)境問題。

在當前的環(huán)境修復方法中，高級氧化技術(shù)(AOPs)是一種很高效的方法。AOPs能夠產(chǎn)生具有強氧化性的活性氧物種，進而氧化降解有機污染物，一般包括芬頓/類芬頓反應(yīng)、光催化反應(yīng)、電催化反應(yīng)和聲催化反應(yīng)體系等。例如，專利文獻CN211734065U《一種光聲協(xié)同強化類芬頓體系廢水處理裝置》公開了一種紫外線、超聲波協(xié)同強化類芬頓，可以降解廢水中的多種有機污染物；專利文獻CN111871405A《一種利用光協(xié)同壓電催化高效降解染料廢水的方法》公開了一種BiVO₄包覆的BaTiO₃光協(xié)同壓電催化劑，能夠高效地降解染料廢水。然而，這些制備的材料依舊存在一些缺點：(1)對于紫外光/超聲波/電催化反應(yīng)，使用過程中需要外部能量(紫外光、電或超聲波)激發(fā)，不僅會耗費能源，也會極大地限制該類芬頓催化劑的工業(yè)應(yīng)用；(2)應(yīng)用領(lǐng)域單一，上述催化體系大多用于有機污染物降解，不能用于環(huán)境中重金屬離子去除和生物上的殺菌和抑制腫瘤細胞增殖；(3)某些催化劑的制備工藝復雜，生產(chǎn)成本高，而且催化降解效率較低。因此，開發(fā)出制備工藝簡單、應(yīng)用范圍廣、使用過程中不需外部能量激發(fā)(紫外光、電或超聲)的新型材料具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種量子點/過氧化物復合材料、制備方法及其應(yīng)用，其目的在于將過氧化物與量子點進行復合，可以用于類芬頓降解過程，不需外部能量(光、電和聲)激發(fā)，還可以用于可見光催化降解過程，還能用于吸附穩(wěn)定水或土壤中的重金屬離子。同時，過氧化物可以釋放產(chǎn)生過氧化氫(強氧化性活性物種)，能夠用于殺菌和抑制腫瘤細胞增殖。由此解決現(xiàn)有材料使用過程中需要外部能量、應(yīng)用領(lǐng)域單一、成本高的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種量子點/過氧化物復合材料的制備方法，所述方法包括：將含有至少一種量子點的溶液與鹽溶液混合得到混合溶液，向該混合溶液中加入堿性沉淀劑和雙氧水，發(fā)生過氧化反應(yīng)生成過氧化物的同時該過氧化物與量子點進行原位復合，反應(yīng)完成后進行離心分離、洗滌和干燥處理，得到所述量子點/過氧化物復合材料；其中，所述鹽溶液中溶解有鋅鹽、鎂鹽和鈣鹽中的至少一種。

優(yōu)選地，所述量子點包括金屬量子點或非金屬量子點，所述非金屬量子點包括碳量子點、石墨烯量子點、石墨相氮化碳量子點或元素摻雜非金屬量子點；金屬量子點包括貴金屬量子點。

優(yōu)選地，所述金屬量子點包括金量子點、銀量子點或鉑量子點；所述元素摻雜非金屬量子點包括氮摻雜非金屬量子點或硫摻雜非金屬量子點。

優(yōu)選地，所述堿性沉淀劑為氨水、氫氧化鈉或氫氧化鉀。