[發明專利]負載有石墨烯量子點的熒光吸附材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110476055.X
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113214828B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 楊帆;張良;鐘呂玲
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明還公開了一種負載有石墨烯量子點的熒光吸附材料及其制備方法，蓋材料包括PVA膠體，所述PVA膠體中嵌入有石墨烯量子點。該材料具有應用于重金屬吸附領域的潛力。NGQDs?PVA復合膜具有優異的熒光和重金屬吸附性能，復合膜在360nm的激發波長下發出藍色熒光。與傳統吸附劑相比，它不僅對Ag(I)有較高的選擇吸附效果(qe＝317.35mg/g，T＝40℃)，而且其熒光強度在吸附Ag(I)后會有明顯淬滅產生。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，涉及一種負載有石墨烯量子點的熒光吸附材料及其制備方法。

背景技術

重金屬水污染是當今發達國家和發展中國家的一個主要關切領域。常見的人為來源包括農業活動、大氣沉降、道路徑流、工業工廠和污水處理廠的排放、酸性礦井廢水和水庫的建造。因為重金屬離子具有毒性、不可生物降解和生物累積性對人類健康和環境構成潛在風險所以去除重金屬是迫在眉睫的。吸附是從水溶液中去除重金屬的最有效，最經濟的方法之一。近年來，許多類型的吸附劑包括活性碳，殼聚糖，粉煤灰，沸石，珍珠巖，高嶺土，活性氧化鋁，葡萄秸稈廢物，稻殼，茶廢物，各種樹脂和微生物已用于從水溶液中除去各種重金屬離子。然而，大多數的此類材料是在某些條件下制備的，例如高溫，受控壓力和增加操作成本或效率低，機械強度差和難以從反應系統中分離的其他化學藥品。因此，需要開發低成本，容易獲得，有效和可重復使用的吸附劑，以從水性環境中去除重金屬離子。

在過去的十年中，量子點(QDs)由于其良好的光學性質包括可調諧帶隙、窄發射帶寬和高效率，良好的光化學穩定性，較長的熒光壽命和良好的水溶性，近年來越來越受到人們的關注。因為量子點上的官能團與其前驅物官能團相關，所以其易被修飾。Nuengmatcha等人把Hg²⁺添加到GQDs溶液中，觀察到強烈的猝滅效應，這是因為Hg²⁺與GQDs的結合。熒光猝滅是降低熒光發射強度的過程。近年來，它已被用于檢測重金屬離子許多功能上有上限發光的QDs，例如CdS，CdSe和CdTe QDs，也顯示出對銅，銀和汞離子的反應。因此用GQDs來吸附重金屬并且通過其的熒光特性來反應材料的吸附進程是有可能的。但是由于量子點的水溶性，所以需要基體材料來使其負載在上面。

由于量子點的水溶性，所以需要基體材料來使其負載在上面。國內外很多課題組在嘗試解決QDs的負載問題。Xue等人將碳點嵌入鋅酮微球來發光檢測和去除水中重鉻酸根陰離子。Truskewycz等人將量子點加入PVP/ZnO水凝膠中，用作有效的六價鉻傳感平臺。Wang等人將碳點負載在介孔二氧化硅上用于快速和選擇性去除U(VI)以及原位監測吸附行為。但是大部分所用的基體材料都是價格昂貴或者是金屬基材，所以并不是優良的基體材料，并且合成較為麻煩。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種負載有石墨烯量子點的熒光吸附材料及其制備方法，以解決現有技術中量子點基體材料成本較高的問題。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

負載有石墨烯量子點的熒光吸附材料的制備方法，

步驟1，將氮摻雜的量子點溶液調整pH值為7.0，獲得調整pH值以后的量子點溶液，為NGQDs溶液；

步驟2，將PVA溶液和NGQDs溶液混合，獲得混合溶液，將檸檬酸溶液加入混合溶液中，交聯反應后獲得產物溶液，將產物溶液干燥后固化，獲得負載有石墨烯量子點的熒光吸附材料。

本發明的進一步改進在于：

優選的，步驟1中，所述氮摻雜的量子點溶液的制備方法為，將檸檬酸和氨水混合后進行水熱反應，冷卻后獲得氮摻雜的量子點溶液。

優選的，檸檬酸和氨水的混合比例為0.2g：0.3mL。

優選的，水熱反應溫度為180℃，水熱反應時間為4h。