一种纤维素荧光膜及其制备方法

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成果名称: 一种纤维素荧光膜及其制备方法 关键字: 应用行业: 制造业
高新技术领域: 绿色化工技术 所在地: 河北省 知识产权类型: 发明专利
知识产权编号: ZL201710627682.2 成果体现形式: 发明专利 成果属性:
成果所处阶段: 成果水平: 国内领先 研究形式:
学科分类: 战略新兴产业: 请选择... 课题来源:
第一完成单位名称: 华北电力大学(保定) 第一完成单位属性: 技术成熟度:
合作方式: 专利许可 交易价格(万): 面议 所属十强产业:

本发明提供了一种纤维素荧光膜,由纤维素和2,2,6,6‑四甲基哌啶氧化物(TEMPO)氧化的纤维素经过溶解、成膜,再依次浸渍氧化石墨烯和荧光染料得到。本发明还提供了一种纤维素荧光膜的制备方法。本发明采用TEMPO氧化纤维素,增加纤维素对铜离子的去除效果,同时不影响纤维素成膜。本发明使用氧化石墨烯来提高荧光分子的负载量。在纤维素和TEMPO氧化纤维素的溶解、成膜以及负载氧化石墨烯和荧光染料的过程中,未发生化学反应,对环境无污染,对设备要求低,有利于工业化生产,获得的荧光纤维素膜安全无毒,属于环境友好材料。实验结果表明,本发明提供的纤维素荧光膜对铜离子的过滤去除效率较高,可以实现对铜离子去除和检测一体化。

本发明属于荧光检测技术领域,尤其涉及一种纤维素荧光膜及其制备方法。

本发明首先采用TEMPO氧化纤维素,然后将其与纤维素混合在碱、尿素体系中溶解,利用酸性条件凝固纤维素溶液,获得透明度较高的纤维素湿膜;再浸渍氧化石墨烯和荧光染料后得到荧光纤维素膜。本发明采用TEMPO氧化纤维素,增加纤维素对铜离子的去除效果,同时不影响纤维素成膜。在纤维素和TEMPO氧化纤维素的溶解、成膜以及浸渍荧光染料的过程中,未发生化学反应,对环境无污染,对设备要求低,有利于工业化生产,获得的荧光纤维素膜安全无毒,属于环境友好材料。实验结果表明,本发明提供的纤维素荧光膜对铜离子的过滤去除效果较好,可以实现对铜离子的去除和检测一体化。

工业废水中含有的部分难以被微生物降解的超标重金属离子会严重影响生态环境,并可通过食物链进入植物体、动物体甚至人体,诱发多种疾病,严重危害人体健康。在冶炼、金属加工、机器制造、有机合成及其他工业的废水中都含有铜,其中以金属加工、电镀工厂所排废水含铜量最高,每升废水含铜几十至几百毫克,这种废水排入水体,会影响水的质量。
近年来,荧光检测分析方法得到了快速的发展,各种新型荧光分析仪器的问世,使荧光检测分析方法不断朝着高效、痕量和自动化的方向发展。检测方法的灵敏度、准确度和选择性也日益提高,应用范围不断扩展,非常适用于工业、农业、环保等行业污水中金属离子的检测。由于铜离子等金属离子不仅是环境中的常见污染物,也在许多生命过程中有着重要的作用,因此,设计、合成新型检测重金属离子的荧光传感器不仅对环境科学而且对生命科学有着重要的意义
纤维素作为绿色吸附剂,是取之不尽的天然可再生资源,具有生物可再生性和可降解性。使用纤维素作为重金属吸附剂,不仅可以减少重金属的危害,还能为农业废弃纤维素的处理提供新出路。氧化石墨烯为刚性层结构,大量的含氧官能团位于层片上,这使得其在聚合物中有良好的分散性,且可以显著提高聚合物材料的力学性能。在现阶段的研究中,多采用氧化改性纤维素,并将改性纤维素与赖氨酸反应制备成含有席夫碱的粉末吸附剂。然后用此吸附剂采用荧光分析的方法对汞离子进行检测识别并进行汞离子去除试验,证明对汞离子的去除效果。此外,也有课题组研发出一系列集检测和去除一体化的硅纳米颗粒。
与纤维素材料相同,多孔硅纳米颗粒具有很高的比表面积,也是良好的吸附剂材料。在纳米硅颗粒表面修饰上与汞离子作用的受体,不仅可以对汞离子进行去除,还可以对其进行荧光检测。综上所述,对于检测和去除一体化的功能材料的研究仅限于纳米颗粒,但是这种材料对于工业当中的实际应用有很大的限制,如能研发出集检测与去除功能于一体的薄膜荧光传感器材料,将非常有助于工业化的应用。因此,废水中重金属的检测和分离一体化膜的研究是目前的发展趋势。


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