[發(fā)明專利]一種以米粉廢棄物為原料聯(lián)產(chǎn)活性炭和碳量子點(diǎn)的方法

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• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113694887A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳俞辛;陳碩平;金新艷;蘇筱崢;歐曉丹;周宇巧;王雷;柳雁;周雨晴;覃迎喜
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01J20/282;C02F1/28;C01B32/15;C02F101/20;C02F101/22;C02F101/36;C02F101/38
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1.一種以米粉廢棄物為原料聯(lián)產(chǎn)活性炭和碳量子點(diǎn)的方法，其特征在于具體步驟為：

稱取一定量的米粉廢棄物，粉碎并攪拌成糊狀后，放入有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，加入相當(dāng)于廢棄米粉質(zhì)量1.5～2倍的去離子水，在190～200℃下反應(yīng)10～12小時(shí)，此時(shí)獲得棕色沉淀和棕黃液體的混合物，冷卻到室溫，過濾；收集固體，50～60℃烘干10～12小時(shí)得到水熱碳，用于后續(xù)制備活性炭，濾液用于制備碳量子點(diǎn)；

取所得水熱碳、1％羧甲基纖維素鈉水溶液與氫氧化鉀以質(zhì)量比1：2：(1～3)混合，以手或模具擠壓成型，在50～60℃烘干20～24小時(shí)，而后將成型后的碳粒送入以氮?dú)獗Ｗo(hù)的管式爐中，700～800℃活化1～2小時(shí)，冷卻取出所得黑色產(chǎn)物，加入相當(dāng)于產(chǎn)物質(zhì)量2～3倍的10％鹽酸，攪拌20～30分鐘，洗去活性炭上的堿，過濾后，濾紙上的產(chǎn)物以熱蒸餾水洗3～5次，直到洗出液至中性，隨后在50～60℃再次烘干20～24小時(shí)，獲得黑色的廢棄米粉基活性炭，可以直接作為水處理劑使用；

同時(shí)，取所得濾液，用1000～3500D的透析袋在暗處透析24～48小時(shí)，可以得到廢棄米粉基碳量子點(diǎn)溶液，該溶液中碳量子點(diǎn)濃度為40～50mg/100ml，可以直接作為三價(jià)鐵離子探針使用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以米粉廢棄物為原料聯(lián)產(chǎn)活性炭和碳量子點(diǎn)的方法，其特征在于所述的活性炭具有多孔球形形貌，粒徑分布在5-15微米之間，分散性好，比表面積大于1200m²/g，平均孔徑4.5～6.0nm，對亞甲基藍(lán)的飽和吸附量大于370mg/g，對六價(jià)鉻的飽和吸附量大于3.5mg/g，能夠作為污水處理劑使用。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以米粉廢棄物為原料聯(lián)產(chǎn)活性炭和碳量子點(diǎn)的方法，其特征在于所述碳量子點(diǎn)具有球形形貌，粒徑分布在1.5nm～2.5nm之間，分散性好，幾乎不團(tuán)聚，在紫外光激發(fā)下顯示出強(qiáng)的藍(lán)熒光，最大發(fā)射波長450nm，量子產(chǎn)率大于19％，該量子點(diǎn)的熒光能夠在三價(jià)鐵離子(Fe³⁺)的存在下發(fā)生顯著猝滅，并只對三價(jià)鐵離子產(chǎn)生選擇性響應(yīng)；在三價(jià)鐵離子離子濃度為4×10^-5mol/L～16×10^-5mol/L范圍內(nèi)，F(xiàn)e³⁺離子濃度與所得碳量子點(diǎn)的熒光猝滅響應(yīng)呈現(xiàn)線性相關(guān)，檢出限為不大于3.5×10^-5mol/L，能夠作為定量檢測三價(jià)鐵離子的熒光探針使用。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以米粉廢棄物為原料聯(lián)產(chǎn)活性炭和碳量子點(diǎn)的方法，其特征在于所采用的米粉廢棄物包括但不限于：米粉店顧客吃剩的米粉，米粉店或米粉加工企業(yè)廢棄的下腳料米粉；所述米粉廢棄物中的淀粉含量在20％以上。