一種CDs/TiO2復合材料的制備方法、一種改性EVA膜的制備方法及其應用技術

本發明專利技術公開了一種CDs/TiO2復合材料的制備方法、一種改性EVA膜的制備方法及其應用，與現有技術相比，本發明專利技術中，用瓜子殼作為原料，制備CDs/TiO2納米復合材料，然后對EVA改性，并將改性后EVA膜作為光催化劑，實現了對酸性品紅的、羅丹明B降解。由于EVA不具備水溶性質，將其應用到有機廢水中酸性品紅的降解中，不僅有效的達到了降解目的，同時也為催化劑固化、循環使用和回收提供了便利。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于材料制備領域，具體涉及一種CDs/TiO2復合材料的制備方法、一種改性EVA膜的制備方法及其應用。
技術介紹
碳點(CDs)是一種與半導體量子點具有相似光學性能的環境友好型熒光納米材料，除擁有光學性能優良、尺寸小等傳統半導體量子點所具備的優點外；還具有細胞毒性低、生物相容性好、易于大規模合成及功能化修飾、制備成本低廉和反應條件溫和等無可比擬的優勢。因此，其在細胞成像、標記及檢測等領域有著良好的應用前景，是替代量子點的良好選擇。目前CDs已經在細胞成像、發光器件、催化及金屬離子檢測等領域有了初步的應用。納米TiO2是一種綠色功能半導體材料，因其具有性質穩定、較高的催化活性、較強的氧化能力、價格低廉、無毒、無二次污染等特點，成為了最具潛力和開發前景的綠色環保型催化劑之一，在環境凈化領域引起了高度關注。但是，由于TiO2具有寬的帶隙，只能響應能量較高的紫外光。EVA是由乙烯和醋酸乙烯共聚產物，是醋酸乙烯比例占到5％～40％時的產物。EVA主要用途是作為薄膜材料、發泡鞋底、絕緣材料、塑料玩具、防水涂層以及墻面乳膠涂料等。現有技術中，CDs作為一種發光材料被用于制作LED燈膜，名稱為：一種新型白光LED熒光膜以及基于熒光膜的LED(公開號：CN105244427A，公開日2016年1月13日)；也有經過金屬離子修飾后作為催化劑對雙氧水進行降解，名稱為“一種具有催化性能碳點的制備及基于此碳點試劑盒的應用”(公開號：CN105181955A，公開日2015年12月23日)。但是，目前在以CDs為催化劑的催化反應中，還沒有有效的技術對其進行回收再利用。EVA作為成膜物質的研究也有很多，比如用EVA做太陽能電池的背板以及封裝膜，名稱為：一種薄膜型光伏組件(公開號：CN105428444A，公開日2016年03月23日)；還有EVA與TiO2聯用，名稱：一種凈味抗甲醛環保內墻乳膠涂料及其制備方法(公開號：CN103059679A，公開日2013年4月24日)，作為內墻乳膠涂料，起到凈味抗甲醛的作用。現有技術中。EVA的用途很廣泛，但用天然無毒材料改性EVA成熒光材料，以及將EVA用于催化領域的技術還很少見。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種CDs/TiO2復合材料的制備方法，制備CDs/TiO2復合材料，作為改性劑。本專利技術還提供了一種改性EVA膜的制備方法，利用CDs、CDs/TiO2復合材料對EVA進行改性，實現了循環利用的目的。本專利技術提供的改性EVA膜的應用，具體作為催化劑的應用，尤其是對有機廢水中酸性品紅、羅丹明B的降解，還可以作為熒光膜材料。本專利技術提供的一種CDs/TiO2復合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)制備CDs；(2)將TiCl4、CDs溶液和混合，水熱反應后過濾、干燥，得到納米CDs/TiO2復合材料。步驟(1)中制備CDs的方法為水熱法，電化學法，微波法、模板法或氧化還原法。優選的，步驟(1)中制備CDs具體為：將碳源磨碎，煅燒后，磨成粉，與水混合后，超聲，溶液過濾后，離心，取上清液，透析，即得CDs溶液。所述碳源選自但不限于瓜子殼；碳源選自瓜子殼制備碳點的原料還可以為其他傳統原料，本專利技術使用瓜子殼，環保綠色，廢物利用，節約資源。進一步的，步驟(1)中所述煅燒條件為：200～400℃下煅燒2～5h。溫度太高會導致碳源完全炭化，制備的碳點無熒光，溫度太低導致不能有效的提取碳點。進一步的，步驟(1)中所述與水混合具體為：將瓜子殼粉末與水按質量體積比為1:10～1:500g/mL的比例混合。步驟(1)中所述超聲具體為：超聲10～120min；步驟(1)中所述過濾具體為：用孔徑不大于0.22μm的濾膜過濾；孔徑過大會造成CDs流失。步驟(1)中所述離心具體為：在5000～12000r/min的高速離心機上離心5～30min。步驟(1)中所述透析具體為：將上清液裝入透析袋，放入二次蒸餾水中透析兩天，平均6h換一次水。其中透析袋的MWCO應在3500以上，以保證CDs在透析過程中會留下。步驟(1)中得到的CDs溶液的濃度為60～190μg/mL。步驟(2)中將TiCl4與CDs溶液混合具體為：將TiCl4、CDs溶液和水按體積比為1:2:20，加入到水熱反應釜中，以得顆粒均勻的復合材料。水熱反應具體為：在120～160℃下反應10～14h。本專利技術提供的一種改性EVA膜的制備方法，包括以下步驟：將制備的納米CDs/TiO2復合材料與EVA乳液混勻后，將混合液流平，自然干燥后，得到膜厚在0.2～1mm的改性EVA膜。納米CDs/TiO2復合材料與EVA乳液的混合質量體積比例為：1:5～1:50g/ml，以保證改性后EVA膜具備一定的熒光性能，復合材料加入量過多會導致EVA不易成膜、成膜后表面不光滑、變形等。進一步的，另一種改性EVA膜的制備方法，包括以下步驟：將步驟(1)中制備得到的CDs溶液經旋轉蒸發、干燥后，得到CDs固體粉末，將CDs粉末與EVA乳液按質量體積比為：1:50～1:1000g/mL的比例混合，攪拌均勻后，流平，干燥得到0.2～1mm厚的改性EVA膜。加入CDs粉末過少，會使EVA膜熒光效果不明顯，加入CDs粉末過多，改性EVA膜熒光效果變化不明顯，造成浪費，而且還會造成EVA乳液粘度不夠，難以成膜。本專利技術提供的一種改性EVA膜的應用，以CDs/TiO2復合材料改性EVA膜的應用，具體為對酸性品紅水溶液、羅丹明B水溶液的催化降解作用。實驗過程為：在20mL的10mg·L-1酸性品紅溶液中加入2.0g改性后的EVA膜，在日光下進行光照。按照光照時間定時取樣，用紫外-可見吸收分光光度計在545nm處測其吸光度，并由此計算酸性品紅的脫色率。與現有技術相比，本專利技術中，用瓜子殼作為原料，制備CDs/TiO2納米復合材料，然后對EVA改性，并將改性后EVA膜作為光催化劑，實現了對酸性品紅的降解。由于EVA不具備水溶性質，將其應用到有機廢水中酸性品紅、羅丹明B的降解中，不僅有效的達到了降解目的，同時也為催化劑固化、循環使用和回收提供了便利。附圖說明圖1為CDs吸收光譜和熒光光譜；圖2為CDs的TEM圖；圖3a為CDs的XRD圖；圖3b為CDs/TiO2的XRD圖；圖4a為TiO2的SEM圖；圖4b為CDs/TiO2的SEM圖；圖5為改性前后EVA膜的熒光發射光譜(λex＝360nm)；圖6a為改性前EVA膜的SEM圖；圖6b為改性后EVA膜的SEM圖；圖7a為改性前EVA膜的EDS圖；圖7b為改性后EVA膜的EDS圖；圖8：改性前后EVA膜對酸性品紅的降解效果圖；1：改性前EVA膜；2：TiO2改性的EVA膜；3：CDs/TiO2改性的EVA膜。圖9為制備的CDs的紫外吸收光譜和熒光光譜；圖10為制備的CDs的TEM照片；圖11：改性后EVA膜對羅丹明B的降解圖；1：改性前EVA膜；2：TiO2改性的EVA膜；3：CDs/TiO2改性的EVA膜。具體實施方式實施例1一種CDs/TiO2復合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將瓜子殼磨碎后，置于馬弗爐中，在300℃下煅燒4h，待冷卻后取出并研磨成粉。取1.0g粉末于燒杯中，加入50mL水并超本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種CDs/TiO2復合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：(1)制備CDs；(2)將TiCl4、CDs溶液和混合，水熱反應后過濾、干燥，得到納米CDs/TiO2復合材料。

【技術特征摘要】
1.一種CDs/TiO2復合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：(1)制備CDs；(2)將TiCl4、CDs溶液和混合，水熱反應后過濾、干燥，得到納米CDs/TiO2復合材料。2.根據權利要求1所述的CDs/TiO2復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中制備CDs的方法為水熱法、電化學法、微波法、模板法或氧化還原法。3.根據權利要求1所述的CDs/TiO2復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中制備CDs具體為：將碳源磨碎，煅燒后，磨成粉，與水混合后，超聲，溶液過濾后，離心，取上清液，透析，即得CDs溶液；所述碳源選自但不限于瓜子殼。4.根據權利要求1或3所述的CDs/TiO2復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述煅燒條件為：200～400℃下煅燒2～5h；所述與水混合具體為：將瓜子殼粉末與水按質量體積比為1:10～1:500g/mL的比例混合。5.根據權利要求1所述的CDs/TiO2復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中將TiCl4與CDs溶液混合具體為：將TiCl4、CDs溶液和水按體積比為1:2:20，加入...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳寧生，陳剛，張文龍，宋靈杰，孫含元，
申請(專利權)人：安徽工程大學，
類型：發明
國別省市：安徽;34