[发明专利]负载有石墨烯量子点的荧光吸附材料及其制备方法

说明书

本发明还公开了一种负载有石墨烯量子点的荧光吸附材料及其制备方法，盖材料包括PVA胶体，所述PVA胶体中嵌入有石墨烯量子点。该材料具有应用于重金属吸附领域的潜力。NGQDs‑PVA复合膜具有优异的荧光和重金属吸附性能，复合膜在360nm的激发波长下发出蓝色荧光。与传统吸附剂相比，它不仅对Ag(I)有较高的选择吸附效果(qe＝317.35mg/g，T＝40℃)，而且其荧光强度在吸附Ag(I)后会有明显淬灭产生。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种负载有石墨烯量子点的荧光吸附材料及其制备方法。

背景技术

重金属水污染是当今发达国家和发展中国家的一个主要关切领域。常见的人为来源包括农业活动、大气沉降、道路径流、工业工厂和污水处理厂的排放、酸性矿井废水和水库的建造。因为重金属离子具有毒性、不可生物降解和生物累积性对人类健康和环境构成潜在风险所以去除重金属是迫在眉睫的。吸附是从水溶液中去除重金属的最有效，最经济的方法之一。近年来，许多类型的吸附剂包括活性碳，壳聚糖，粉煤灰，沸石，珍珠岩，高岭土，活性氧化铝，葡萄秸秆废物，稻壳，茶废物，各种树脂和微生物已用于从水溶液中除去各种重金属离子。然而，大多数的此类材料是在某些条件下制备的，例如高温，受控压力和增加操作成本或效率低，机械强度差和难以从反应系统中分离的其他化学药品。因此，需要开发低成本，容易获得，有效和可重复使用的吸附剂，以从水性环境中去除重金属离子。

在过去的十年中，量子点(QDs)由于其良好的光学性质包括可调谐带隙、窄发射带宽和高效率，良好的光化学稳定性，较长的荧光寿命和良好的水溶性，近年来越来越受到人们的关注。因为量子点上的官能团与其前驱物官能团相关，所以其易被修饰。Nuengmatcha等人把Hg²⁺添加到GQDs溶液中，观察到强烈的猝灭效应，这是因为Hg²⁺与GQDs的结合。荧光猝灭是降低荧光发射强度的过程。近年来，它已被用于检测重金属离子许多功能上有上限发光的QDs，例如CdS，CdSe和CdTe QDs，也显示出对铜，银和汞离子的反应。因此用GQDs来吸附重金属并且通过其的荧光特性来反应材料的吸附进程是有可能的。但是由于量子点的水溶性，所以需要基体材料来使其负载在上面。

由于量子点的水溶性，所以需要基体材料来使其负载在上面。国内外很多课题组在尝试解决QDs的负载问题。Xue等人将碳点嵌入锌酮微球来发光检测和去除水中重铬酸根阴离子。Truskewycz等人将量子点加入PVP/ZnO水凝胶中，用作有效的六价铬传感平台。Wang等人将碳点负载在介孔二氧化硅上用于快速和选择性去除U(VI)以及原位监测吸附行为。但是大部分所用的基体材料都是价格昂贵或者是金属基材，所以并不是优良的基体材料，并且合成较为麻烦。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种负载有石墨烯量子点的荧光吸附材料及其制备方法，以解决现有技术中量子点基体材料成本较高的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

负载有石墨烯量子点的荧光吸附材料的制备方法，

步骤1，将氮掺杂的量子点溶液调整pH值为7.0，获得调整pH值以后的量子点溶液，为NGQDs溶液；

步骤2，将PVA溶液和NGQDs溶液混合，获得混合溶液，将柠檬酸溶液加入混合溶液中，交联反应后获得产物溶液，将产物溶液干燥后固化，获得负载有石墨烯量子点的荧光吸附材料。

本发明的进一步改进在于：

优选的，步骤1中，所述氮掺杂的量子点溶液的制备方法为，将柠檬酸和氨水混合后进行水热反应，冷却后获得氮掺杂的量子点溶液。

优选的，柠檬酸和氨水的混合比例为0.2g：0.3mL。

优选的，水热反应温度为180℃，水热反应时间为4h。