一種負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料的制備方法，將0.01?100g/L的硝酸銀乙醇溶液與0.01?100g/L的氧化石墨烯乙醇溶液混合攪拌均勻，然后緩慢加入青蒿素類藥物，超聲10?30min，置于紫外燈下光照30?60min，用乙醇清洗、離心、干燥處理后即可得到負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料。本發(fā)明采用青蒿素類藥物作為還原劑，在紫外光照下一步法制得負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料，具備工藝簡單、原料來源廣泛、反應溫和、綠色環(huán)保等優(yōu)點。本發(fā)明制備的復合吸附材料在污水治理和空氣凈化領域有著廣闊的應用前景。
【專利說明】
一種負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料的制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于納米材料領域，特別涉及一種負載納米銀的石墨稀基復合吸附材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國經(jīng)濟、社會的快速發(fā)展，人口數(shù)量的不斷增長，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的加快推進，水體污染、空氣污染事件頻發(fā)，給環(huán)境和人們的健康帶來了嚴重的損害。因此，污水治理和空氣凈化已經(jīng)成為一項刻不容緩的任務。
[0003]污染水體的治理技術有多種，其中吸附法因容易制備、成本低、吸附效果好而被大規(guī)模使用。常用的吸附材料有活性炭、殼聚糖等高分子吸附劑、微生物吸附劑、礦物類吸附劑等?；钚蕴康奈叫阅芤资芪轿锓肿拥拇笮『蜆O性影響，吸附速率隨著溫度的上升和污染物濃度的下降而降低;天然吸附材料具有價廉、無毒、易得等優(yōu)點，但是其吸附不可控，再生困難，使用受刮風、降雨、降雪等自然條件的影響較大；高分子吸附材料的吸附性能易受其功能基團、極性和結(jié)構(gòu)的影響。
[0004]人的一生大約有80%以上的時間是在室內(nèi)度過的，因此室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞直接影響到人們的身體健康。隨著室外空氣污染的日益嚴重，加上許多室內(nèi)裝修和裝飾材料的污染以及大量化學用品進入家庭日常生活，使得室內(nèi)空氣同樣不斷惡化。而空調(diào)的廣泛使用又使得室內(nèi)生存空間越來越趨于封閉，導致室內(nèi)空氣的自我凈化能力越來越差。人們呼吸了不新鮮的室內(nèi)空氣，有可能導致多種呼吸道疾病。隨著人們健康意識的增強和生活水平的提高，越發(fā)認識到清潔空氣對人體健康的重要性。因此，空氣凈化器正逐漸走入家庭和各種辦公場所。在歐美發(fā)達國家，空氣凈化產(chǎn)品已經(jīng)普遍用于家居、辦公生活場所。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，空氣凈化器在美國的普及率達到27%，日本17%，歐洲42%，韓國70%，而中國卻不到1%。
[0005]目前，國內(nèi)外空氣凈化器普遍采用的凈化技術主要有:紫外線凈化、光觸媒凈化、等離子體凈化、過濾凈化、靜電集塵、吸附凈化、負離子凈化、臭氧凈化、分子絡合等方法。在這些空氣凈化技術中，使用吸附原理凈化空氣是一項歷史悠久的技術?；钚蕴渴亲畛Ｓ玫奈絼?，對室內(nèi)多種有害氣體都有一定的吸附作用，但它存在吸附量小、易飽和、易解吸等缺點，而且對室內(nèi)主要污染物甲醛吸附效果有限，并且不能殺菌。
[0006]納米銀具有優(yōu)良的傳熱性、導電性、表面活性和催化性能，在光學、催化、微電子、生物傳感、抗菌等領域具有巨大的應用價值。傳統(tǒng)的納米銀的制備分為物理法和化學法。物理法對儀器設備要求較高，生產(chǎn)費用昂貴?；瘜W法多采用水合肼、甲醛、多元醇、有機胺等做還原劑，雖然這些還原劑具有高活性，但對環(huán)境有害，并且制得的納米銀易發(fā)生團聚現(xiàn)象。
[0007]近年來，采用綠色、環(huán)保、高效和廉價的方法制備納米銀逐漸成為研究的熱點(電鍍與環(huán)保，2011，02:4_7)。目前已采用的綠色還原劑主要包括:維生素、檸檬酸鈉、焦掊酸、對苯二酚、茶多酚、葡萄糖、果糖、蔗糖、植物及果皮提取物、微生物等。
[0008]青蒿素是從植物黃花蒿葉中提取的有過氧基團的倍半萜內(nèi)酯藥物。以青蒿素類藥物為主的聯(lián)合療法已經(jīng)成為世界衛(wèi)生組織推薦的抗瘧疾標準療法。世衛(wèi)組織認為，青蒿素聯(lián)合療法是目前治療瘧疾最有效的手段，也是抵抗瘧疾耐藥性效果最好的藥物，中國作為抗瘧藥物青蒿素的發(fā)現(xiàn)方及最大生產(chǎn)方，在全球抗擊瘧疾進程中發(fā)揮了重要作用。尤其在瘧疾重災區(qū)非洲，青蒿素已經(jīng)拯救了上百萬生命。根據(jù)世衛(wèi)組織的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，自2000年起，撒哈拉以南非洲地區(qū)約2.4億人口受益于青蒿素聯(lián)合療法，約150萬人因該療法避免了瘧疾導致的死亡。2015年10月，中國女藥學家屠呦呦因創(chuàng)制新型抗瘧藥青蒿素和雙氫青蒿素的貢獻，與另外兩位科學家共享2015年度諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。這是中國生物醫(yī)學界迄今為止獲得的世界級最高級大獎。
[0009]青蒿素一個含過氧基團的倍半萜內(nèi)酯化合物，分子式為C15H22O5，15個碳有7個是手性碳。分子量282.33，組分含量:C 63.81%,H 7.85%, O 28.33%，無色針狀晶體，味苦。在丙酮、醋酸乙酯、氯仿、苯及冰醋酸中易溶，在乙醇和乙醇、乙醚及石油醚中可溶解，在水中幾乎不溶。熔點:156-157°C。
[0010]2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈.海姆和康斯坦丁.諾沃肖洛夫，利用撕透明膠帶的方法，成功地從石墨中分離出單層原子排列的石墨烯，兩人也因此獲得2010年的諾貝爾物理學獎(Science,2004,306( 5696):666-669)。石墨稀由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型蜂巢晶格，其結(jié)構(gòu)單元為碳六元環(huán)，它是一種只有單層碳原子厚度的二維材料。石墨稀是構(gòu)成碳基材料的基本機構(gòu)單元。它可以包裹形成零維Ful Ierenes，卷成一維carbon nanotube，層層堆積成三維graphite。從石墨稀發(fā)現(xiàn)的那一天起，石墨稀就已經(jīng)成為研究的熱點和焦點，在超級電容器、透明電極、海水淡化、發(fā)光二極管、傳感器、儲氫、太陽能電池、催化劑載體、復合材料、生物支架材料、生物成像、藥物輸送、紡織、印染等領域有廣泛的應用。與其他吸附材料相比，石墨烯無毒、價格低廉、制備過程簡單，并且具有較大的比表面積、較高的表面能，與其它材料復合后對污染物有較強的吸附能力(莫尊理，趙國平，朱小波，王博，郭瑞斌.石墨烯基復合材料對污水凈化的研究進展[J].化學通報，2014，12:1151-1156;鄒禹涵.石墨烯材料在水處理中的應用進展研究[J].化工管理，ΖΟΙδ,ΟΙΙβ-βδ; 楊勝韜，趙連勤.石墨烯吸附材料的制備與應用研究進展[J].西南民族大學學報(自然科學版),2014,02:203-218+321;吳春來，樊靜.石墨烯材料在重金屬廢水吸附凈化中的應用[J].化工進展，2013,11:2668-2674+2694.)。
[0011]石墨烯是單原子厚度的二維石墨碳材料，具有高比表面積、突出的導熱性能和力學性能、非凡的電子傳遞性能等一系列優(yōu)異性質(zhì)，是納米銀的理想載體，而存在于石墨烯層間的納米銀粒子可以起到分離鄰近石墨烯片層，防止石墨烯發(fā)生團聚的作用(何光裕，馬凱，侯景會，孫小強，汪信，陳海群.納米銀@石墨烯復合材料的綠色制備及其抑菌性能[J].精細化工，2012，09:840-843 ；鐘濤，楊娟，周亞洲，鄭思輝.納米銀-氧化石墨稀復合材料抗菌性能研究進展[J].材料導報，2014，S1: 64-66+71;秦靜，姜力文，楊春苗，郭貝貝，孫雪菲，王曙光.氧化石墨烯納米銀復合材料的制備及其抗菌性[J].環(huán)境化學，2016,03:445-450.)。近年來有不少文獻或?qū)＠麍蟮懒思{米銀-石墨烯復合材料的制備和應用，但是它們多采用有毒的肼和硼氫化鈉作為還原劑。例如Jianfeng Shen等利用硼氫化鈉和乙二醇的混合還原劑制備了石墨稀-銀納米粒子復合材料(Nano Res.,2010，3(5): 339-349)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的不足，旨在提供一種負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料的制備方法。
[0013]本發(fā)明通過下述技術方案予以實現(xiàn):
將0.01-100g/L的硝酸銀乙醇溶液與0.01-100g/L的氧化石墨烯乙醇溶液混合攪拌均勻，所述硝酸銀與氧化石墨烯的質(zhì)量比為1:1-1:50，緩慢加入青蒿素類藥物，超聲10-30min，然后置于紫外燈下光照30-60min，用乙醇清洗、離心、干燥處理后得到負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料。
[0014]作為一種優(yōu)選方案，所述青蒿素類藥物包括青蒿素及其衍生物。
[0015]作為一種優(yōu)選方案，所述青蒿素衍生物包括二氫青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯等。
[0016]作為一種優(yōu)選方案，所述青蒿素類藥物與硝酸銀的質(zhì)量比為10:1-1:1。
[0017]本發(fā)明具有如下有益效果:
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:
(1)采用青蒿素類藥物作為還原劑，在紫外光照下一步法制得負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料，具備工藝簡單、原料來源廣泛、反應溫和、綠色環(huán)保等優(yōu)點；
(2)由于納米銀、石墨烯的協(xié)同作用，本發(fā)明制備得到的石墨烯基吸附材料能夠有效地去除PM2.5、甲醛、病毒、細菌、螨蟲等在內(nèi)的多種空氣污染源和污水中的重金屬離子、染料等多種污染源。在污水治理和空氣凈化領域有著廣闊的應用前景。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明。
[0019]實施例1:
將Ig硝酸銀溶解于1mL的乙醇中配置100g/L的硝酸銀溶液，1g氧化石墨烯溶解于10mL乙醇中配置100g/L的氧化石墨烯，然后將硝酸銀溶液與氧化石墨烯混合攪拌均勻，然后緩慢加入2g青蒿素，超聲1min后置于波長365nm，功率50w的紫外燈下光照60min，用乙醇清洗、離心、干燥處理后得到負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料。
[0020]實施例2:
將Ig硝酸銀溶解于1mL的乙醇中配置100g/L的硝酸銀溶液，20g氧化石墨烯溶解于400mL乙醇中配置50g/L的氧化石墨烯，然后緩慢加入5g 二氫青蒿素，超聲20min后置于波長365nm，功率50w的紫外燈下光照30min，用乙醇清洗、離心、干燥處理后得到負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料。
[0021]實施例3:
將Ig硝酸銀溶解于1mL的乙醇中配置100g/L的硝酸銀溶液，50g氧化石墨烯溶解于100mL乙醇中配置50g/L的氧化石墨烯，然后緩慢加入1g青蒿琥酯，超聲30min后置于波長365nm，功率50w的紫外燈下光照50min，用乙醇清洗、離心、干燥處理后得到負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料。
[0022]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。
【主權(quán)項】
1.一種負載納米銀的石墨稀基復合吸附材料的制備方法，其特征在于:將0.01-100g/L的硝酸銀乙醇溶液與0.01-100g/L的氧化石墨烯乙醇溶液混合攪拌均勻，所述硝酸銀與氧化石墨烯的質(zhì)量比為1:1-1:50，緩慢加入青蒿素類藥物，超聲10-30min，然后置于紫外燈下光照30-60min，用乙醇清洗、離心、干燥處理后得到負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料的制備方法，其特征在于，所述青蒿素類藥物包括青蒿素及其衍生物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料的制備方法，其特征在于，所述青蒿素衍生物包括二氫青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯等。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料的制備方法，其特征在于，所述青蒿素類藥物與硝酸銀的質(zhì)量比為10:1-1:1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負載納米銀的石墨烯基復合吸附材料的制備方法，其特征在于，所述紫外燈波長365nm，功率200w。
【文檔編號】B01J20/20GK106064051SQ201610401514
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月10日 公開號201610401514.7, CN 106064051 A, CN 106064051A, CN 201610401514, CN-A-106064051, CN106064051 A, CN106064051A, CN201610401514, CN201610401514.7
【發(fā)明人】林澤兵, 賀民強, 周裕
【申請人】蘇州巨聯(lián)環(huán)保科研有限公司