[发明专利]一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料及其制备方法和应用，所述方法包括步骤1，将质量比为(30～90)：(10～30)的水杨醛与1,2,4,5‑苯四胺盐酸盐进行回流反应后，分离反应液中的产物后干燥，得到水杨醛席夫碱；将纸浸泡在氧化石墨烯分散液中后干燥，得到氧化石墨烯改性纸基材料；步骤2，将氧化石墨烯改性纸基材料浸泡在水杨醛席夫碱的溶液中，氧化石墨烯与水杨醛席夫碱复合在纸上，形成复合物A；步骤3，取出复合物A后干燥，得到水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料。通过材料中的羟基、羧基和碳氮双键与Cu²⁺之间发生静电作用和配位螯合作用达到快速检测Cu²⁺离子的目的。

技术领域

本发明属于金属离子检测领域，具体为一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料及其制备方法和应用。

背景技术

铜离子是构建多种植物和动物中最基本的金属离子，在各种生物过程中都发挥着重要的作用。虽然铜离子是人体内必需的一种微量元素，但是一旦摄入过量将会带来严重危害，如胃肠道功能紊乱、肝和肾功能代谢失调、溶血性贫血以及神经退行性等疾病。随着现代工业和经济的快速发展，工业废水不经处理肆意排放，给人类和动植物的生长和健康发展带来严重危害，所以，检测出水中的铜至关重要。

目前，现有技术中关于溶液中铜离子的测定方法主要有原子吸收光谱分析法、电感耦合等离子体原子发射光谱分析法、分光光度法和化学发光技术法等。尽管这些方法中的每一种都具有高的灵敏性和特异性，但存在一些共同的缺点，需要昂贵的仪器、繁琐的样品制备过程、耗时、较长的分析时间和需要专业的操作人员。所以需要开发一种简便、低廉、可靠、快捷和环境友好的检测Cu²⁺的方法。

文献“Liu Yang,Wang Liqiu,Guo Chenxiao and Hou Yajuan[J].TetrahedronLetters,2018,59,3930”中，设计和合成了一种方酸衍生物改性纸基检测材料，其对铜离子的检出限为1μM。但是，当前纸基材料在检测铜离子的应用中仍然存在选择性较差和检出限较高的难题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料及其制备方法和应用，合成方法简单、绿色环保、能够制得用于检测水中铜离子的检测材料，检测成本低，效率高，对Cu²⁺离子高选择、肉眼可见和检测时方便快捷。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料的制备方法，包括如下步骤，

步骤1，将质量比为(30～90)：(10～30)的水杨醛与1,2,4,5-苯四胺盐酸盐进行回流反应后，分离反应液中的产物后干燥，得到水杨醛席夫碱；

将纸浸泡在氧化石墨烯分散液中后干燥，得到氧化石墨烯改性纸基材料；

步骤2，将氧化石墨烯改性纸基材料浸泡在水杨醛席夫碱的溶液中，氧化石墨烯与水杨醛席夫碱复合在纸上，形成复合物A；

步骤3，取出复合物A后干燥，得到水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料。

优选的，步骤1中的回流反应在65～75℃下进行18～30h。

优选的，步骤1中所述的氧化石墨烯分散液的浓度为0.2～1.2g/L，通过将氧化石墨烯加入到去离子水中，机械搅拌均匀得到。

优选的，步骤1中纸浸泡在氧化石墨烯分散液中的时间为20～36h。

优选的，步骤1中，先将水杨醛加入到无水甲醇中搅拌均匀，得到浓度为30～90g/L的水杨醛溶液，向该浓度的水杨醛溶液中加入1,2,4,5-苯四胺盐酸盐进行回流反应。

优选的，步骤2中氧化石墨烯改性纸基材料浸泡在水杨醛席夫碱的溶液中的时间为20～36h。