[發(fā)明專利]一種采用鄰苯二胺制備纖維素納米碳球的方法及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210906633.3
• 申請(qǐng)日: 2022-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115285968A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊晨輝;王志浩;李天沖;張思宇;龐秋穎;張愛(ài)琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B32/05
• 分類號(hào): C01B32/05;C09K5/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種采用鄰苯二胺制備纖維素納米碳球的方法及應(yīng)用，它涉及光熱轉(zhuǎn)換材料領(lǐng)域，本發(fā)明解決目前光熱轉(zhuǎn)換材料制備中原料來(lái)源不環(huán)保，且光熱特性差的問(wèn)題，本發(fā)明的方法為將羧甲基纖維素和鄰苯二胺溶解，攪拌混勻后，進(jìn)行超聲清洗；將清洗后的溶液置于反應(yīng)釜中，然后放入烘箱中加熱；將反應(yīng)產(chǎn)物離心處理，然后洗滌固相物至無(wú)色，放入到烘箱中烘干，即得。本發(fā)明研究羧甲基纖維素鈉(CMC)和鄰苯二胺(OPD)的作用機(jī)理，并對(duì)其物理化學(xué)、光熱特性進(jìn)行詳細(xì)探究考察。以羧甲基纖維素鈉和鄰苯二胺為原料調(diào)控制備纖維素碳球。采用一步高溫水熱的方法碳化羧甲基纖維素鈉及鄰苯二胺，制備出光熱特性優(yōu)異的纖維素碳球。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光熱轉(zhuǎn)換材料領(lǐng)域，具體涉及一種采用鄰苯二胺制備纖維素納米碳球的方法及應(yīng)用

背景技術(shù)

聚鄰苯二胺(PoPD)作為一種重要的苯胺類衍生物，其結(jié)構(gòu)由苯環(huán)和連接在苯環(huán)上兩個(gè)相鄰的—NH₂組成。與聚苯胺相比，聚鄰苯二胺具有更多的活性位點(diǎn)，在后期加工和修飾方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)。聚鄰苯二胺作為一種重要的導(dǎo)電聚合物，以其優(yōu)良的光電性能和在化工生產(chǎn)中的重要地位，成為眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)。

光熱轉(zhuǎn)換材料能夠?qū)⑽盏奶?yáng)能直接、高效地轉(zhuǎn)化為熱能并應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，如將其設(shè)計(jì)成太陽(yáng)能水蒸發(fā)器后可通過(guò)水體的界面蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，經(jīng)收集后可獲得大量清潔的水。故光熱轉(zhuǎn)換材料在海水淡化、污水處理以及緩解水資源短缺等問(wèn)題上有著巨大的潛力。在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用光熱治療也是一種新興的腫瘤治療方法，主要是采用對(duì)組織穿透力較強(qiáng)的近紅外光進(jìn)行輻射腫瘤組織，將吸收的光能轉(zhuǎn)化為熱能使腫瘤組織溫度升高，導(dǎo)致局部高溫從而殺傷腫瘤細(xì)胞的目的。

Dong以鄰苯二胺為原料分別與無(wú)水肌酸、精氨酸、對(duì)苯四甲酸完成了長(zhǎng)波長(zhǎng)碳點(diǎn)的制備及其光學(xué)調(diào)控規(guī)律研究，該碳點(diǎn)能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的酸堿液后處理方式,實(shí)現(xiàn)熒光從500nm-580nm的調(diào)控,并且能夠有0.43g/次的超高產(chǎn)量，有利于實(shí)現(xiàn)碳點(diǎn)熒光粉的工業(yè)化生產(chǎn)。Meng完成了聚鄰苯二胺的改性及其在去除水體重金屬離子中的應(yīng)用研究，控制重金屬在環(huán)境中的穩(wěn)定性或者將其去除，對(duì)聚鄰苯二胺(PoPD)進(jìn)行功能改性進(jìn)而改善其去除重金屬離子的性能。Jiang等人完成了對(duì)聚鄰苯二胺的聚合機(jī)理、氧化還原過(guò)程、組裝過(guò)程等方面進(jìn)行總結(jié)。應(yīng)用方面重點(diǎn)總結(jié)了聚鄰苯二胺微納米相關(guān)材料在傳感器、聚鄰苯二胺的衍生物在生物成像和超級(jí)電容器等方面的研究進(jìn)展。Liang摻入鄰苯二胺制備碳點(diǎn)的比率熒光探針用于檢測(cè)6-硫鳥(niǎo)嘌呤。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決目前光熱轉(zhuǎn)換材料制備中原料來(lái)源不環(huán)保，且光熱特性差的問(wèn)題，而提供一種采用鄰苯二胺制備纖維素納米碳球的方法及應(yīng)用。

本發(fā)明的一種采用鄰苯二胺制備纖維素納米碳球的方法，它是按照以下步驟進(jìn)行的：

步驟一、將羧甲基纖維素和鄰苯二胺溶于蒸餾水或體積百分含量為95％乙醇中，攪拌混勻后，進(jìn)行超聲清洗；

步驟二、將清洗后的溶液置于反應(yīng)釜中，然后將反應(yīng)釜放入烘箱中加熱至溫度為160～200℃，并保溫反應(yīng)5～8h；

步驟三、將步驟二的反應(yīng)產(chǎn)物離心處理，然后洗滌固相物至無(wú)色，烘干，即得所述的纖維素納米碳球。

進(jìn)一步地，步驟二中所述的加熱至溫度為180～200℃，并保溫5～7h。

進(jìn)一步地，步驟二中所述的加熱至溫度為190～200℃，并保溫5～6h。

進(jìn)一步地，步驟三中所述的離心處理是在轉(zhuǎn)速為8000轉(zhuǎn)/10min的條件下離心10min。

進(jìn)一步地，步驟三中所述的烘干溫度為60℃。

進(jìn)一步地，步驟三中所述的洗滌是用蒸餾水或體積百分含量為95％乙醇洗滌。

進(jìn)一步地，所述的纖維素納米碳球直徑為10～30μm。

本發(fā)明的纖維素納米碳球的應(yīng)用，它作為光熱轉(zhuǎn)化材料。