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专利号: 2020116382707
申请人: 合肥学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于从混合金属溶液中选择性吸附铜离子的氮掺杂石墨烯量子点杂化膜的制备方法,其特征在于,步骤如下:①、氮掺杂石墨烯量子点前驱体的制备:

将柠檬酸和尿素溶于水中,搅拌成清澈的溶液,其加入量以摩尔比计柠檬酸:尿素=1:

0.1~10,再将其放入内衬为聚四氟乙烯的反应釜加热至150~160℃,并保持4~10 h;将反应后的溶液放入培养皿内加热干燥,取出干燥后固体,即为氮掺杂石墨烯量子点N‑GQDs前驱体材料;

②、取N‑GQDs前驱体粉末加水搅拌溶解,然后先将其加入到质量百分浓度5%的聚乙烯醇水溶液中,室温下搅拌1~5 h,再加入戊二醛、正硅酸乙酯、硅烷偶联剂WD‑51进行溶胶‑凝胶反应得到杂化前驱体溶液,继续搅拌1~24h;将搅拌好的溶液置于超声波清洗器中,超声0.2~1h,以除去溶液中的气泡;将所得到的物质静置脱泡后得到涂膜液;

或者,取N‑GQDs前驱体粉末加水搅拌,待其完全溶解,先添加适量的戊二醛、正硅酸乙酯、硅烷偶联剂WD‑51进行溶胶‑凝胶反应,继续搅拌1~24h得到杂化前驱体溶液;然后再将杂化前驱体溶液加入到质量百分浓度5%的聚乙烯醇水溶液中,室温下搅拌1~5 h,在搅拌条件下将该杂化前驱体溶液置于超声波清洗器中,超声0.2~1h,以除去杂化前驱体溶液中的气泡;将所得到的物质静置脱泡后即得到涂膜液;

步骤②中N‑GQDs前驱体、戊二醛、正硅酸乙酯、硅烷偶联剂WD‑51、5%聚乙烯醇的添加量比例为0.1~0.5:1~5:0.05~0.25:0.1~0.5:50;

③、将静置脱泡后的涂膜液直接在支撑体上涂膜至得到膜片,室温下放置1~48h,将膜片与支撑体分离,然后再将膜片在10~60℃的条件下干燥1~48h,冷却后即得到不带有支撑体的用于从混合金属溶液中选择性吸附铜离子的氮掺杂石墨烯量子点杂化膜;

或者,将静置脱泡后的涂膜液直接在支撑体上涂膜至得到膜片,然后在10~60℃的条件下,将支撑体和膜片一起共同干燥1~48h,冷却后即得到带有支撑体的用于从混合金属溶液中选择性吸附铜离子的氮掺杂石墨烯量子点杂化膜;

或者,将静置脱泡后的涂膜液先用溶剂溶解,然后再将所得到的物质在支撑体上涂膜至得到膜片,接着将支撑体和膜片一起共同在10~60℃的条件下干燥1~48h,冷却后即得到带有支撑体的用于从混合金属溶液中选择性吸附铜离子的氮掺杂石墨烯量子点杂化膜;

或干燥后将膜片与支撑体分离,即得到不带有支撑体的用于从混合金属溶液中选择性吸附铜离子的氮掺杂石墨烯量子点杂化膜;

步骤③中所述溶剂选自N,N‑二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲亚砜、N‑甲基吡咯烷酮、乙醇、异丁醇或正丁醇。

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述支撑体选用聚四氟乙烯板、玻璃板、Al2O3陶瓷、二氧化硅陶瓷、二氧化钛陶瓷、二氧化锆陶瓷、聚乙烯膜、涤纶布、玻璃纤维布、尼龙布或无纺布。

3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述干燥选用对流干燥、真空干燥、传导干燥、紫外线干燥、红外线干燥、微波干燥或机械脱水干燥。

4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述涂膜选用流动涂膜、浸渍涂膜、喷洒涂膜、刮膜或旋转涂膜。

5.一种如权利要求1所述方法制备的氮掺杂石墨烯量子点杂化膜从含铜离子废水中吸附分离铜离子,或者从含铜离子的混合金属溶液中选择性吸附分离铜离子的应用。

2+

6.如权利要求5所述的应用,其特征在于,混合金属溶液中含铜离子Cu 之外还含有铅

2+ 2+ 2+ 3+

离子Pb 、钙离子Ca 、钴离子Co 、铬离子Cr 中的一种或多种。