一種纖維素基稀土發(fā)光材料制備后處理中的提純方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及纖維素的改性工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種纖維素基稀土發(fā)光材料制備后處理中的提純方法。
【背景技術(shù)】
[0002]纖維素是自然界中年再生量大、分布廣、且可生物降解的天然高分子。具有無毒、生物相容性好等特點(diǎn)。以纖維素原料為代表的多糖成為備受青睞的綠色材料。纖維素衍生物與金屬離子作用而得，不僅具有纖維素復(fù)合納米材料的廣泛用途，而且還具有部分金屬的性質(zhì)，對(duì)環(huán)境友好，可生物降解，化學(xué)性無毒，成本低，符合綠色化學(xué)的要求以及可持續(xù)發(fā)展的需要。
[0003]纖維素基稀土發(fā)光材料是將水溶性的纖維素衍生物配制成一定質(zhì)量百分濃度(通常小于2.0%)的溶液，與稀土離子的氯化物的水溶液，在一定溫度下，反應(yīng)一定時(shí)間，提純通常采用高速臺(tái)式冷凍離心機(jī)對(duì)反應(yīng)液離心，傾析，下層凝膠用水和醇(如甲醇、乙醇)交替洗滌多次，離心，直到離心溶液中檢測(cè)不到氯離子，所得凝膠在70°C烘箱中烘干;或旋轉(zhuǎn)蒸干或真空干燥;改進(jìn)是用一定規(guī)格的半透膜對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行離子交換，直到離心溶液中檢測(cè)不到氯離子進(jìn)行干燥。
[0004]在上述方法中，提純要使用水和醇，產(chǎn)生大量揮發(fā)物，帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題;操作步驟長(zhǎng)，導(dǎo)致產(chǎn)物損失、熒光強(qiáng)度及熒光壽命下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種纖維素基稀土發(fā)光材料制備后處理中的提純方法。該方法能保證產(chǎn)品的純度的前提下，減少有機(jī)揮發(fā)物，減少操作步驟，縮短制備時(shí)間，提高熒光強(qiáng)度。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0007]—種纖維素基稀土發(fā)光材料制備后處理中的提純方法，包括如下步驟:
第一步:將水溶性纖維素改性物與稀土氯化物反應(yīng)結(jié)束所制備的纖維素基稀土發(fā)光材料混合物采用均質(zhì)機(jī)均質(zhì)、膠體磨均質(zhì)或進(jìn)行高速攪拌混合均勻；
第二步:將第一步所得到溶液在-20 — _50°C下保持3-24小時(shí)，得固態(tài)樣品；
第三步:將第二步得到固態(tài)樣品干燥，得到固體混合物；
第四步:將第三步固體混合物用純凈水洗滌，得到固態(tài)純凈物。
[0008]進(jìn)一步地，第一步所述纖維素基稀土發(fā)光材料是纖維素改性物與發(fā)光的稀土Eu、Tb氯化物中的一種或二種的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0009]進(jìn)一步地，所述纖維素改性物是羧甲基纖維素(CMC)、羧甲基羥丙基纖維素(HPMC)、羧甲基羥乙基纖維素(HECMC)、甲基纖維素(MC)、羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基纖維素(HPC)等的一種或二種。
[0010]進(jìn)一步地，第一步所述高速攪拌的速率為1000—3000rpm，每次攪拌時(shí)間10-30分鐘，重復(fù)5-15次；所述均質(zhì)機(jī)均質(zhì)的壓力為30-50Mpa;所述膠體磨均質(zhì)的轉(zhuǎn)速為1000 —3000rpmo
[0011]進(jìn)一步地，第三步所述干燥為冷凍干燥。
[0012]進(jìn)一步地，第四步所述純凈水是符合GB-T6682的水。
[0013]本發(fā)明采用的超聲處理技術(shù)，是利用超聲具有的湍流效應(yīng)、微擾效應(yīng)、界面效應(yīng)、聚能效應(yīng)，使得纖維素分散進(jìn)行更加完全。本發(fā)明采用的惰性氣體技術(shù)，使得超聲技術(shù)發(fā)揮更加充分。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明的提純方法能得到熒光強(qiáng)度高、熒光壽命長(zhǎng)的纖維素基稀土發(fā)光材料。
[0015]2、本發(fā)明的提純方法使用試劑少，無污染，不含有揮發(fā)有機(jī)化合物(V0C)。
[0016]3、本發(fā)明的提純方法操作簡(jiǎn)單、方便、符合綠色化學(xué)要求。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施做進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施和保護(hù)范圍不限于此。
[0018]發(fā)明人對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了深入地創(chuàng)造性研究和試驗(yàn)，有許多成功的實(shí)施例，下面列舉六個(gè)實(shí)施例。
[0019]實(shí)施例一
第一步:將質(zhì)量百分濃度為2%的羧甲基纖維素(CMC)水溶液與氯化銪水溶液反應(yīng)得到CMC/Eu纖維素基稀土發(fā)光材料溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)數(shù)為lOOOrpm高速攪拌15次，每次10分鐘，直到溶液均勻；
第二步:將第一步得到的溶液在_20°C下保持24小時(shí)，得固態(tài)樣品；
第三步:將第二步得到的固態(tài)樣品冷凍干燥，得到固體混合物；
第四步:將第三步得到固體混合物用純凈水洗滌，得到固態(tài)純凈物。
[0020]本發(fā)明最終產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度是傳統(tǒng)提純方法(如【背景技術(shù)】提及的方法)得到的纖維素基稀土發(fā)光材料熒光強(qiáng)度的6.0倍，熒光壽命4.2倍。制備時(shí)間是傳統(tǒng)方法的1/5。
[0021]實(shí)施例二
第一步:將參照實(shí)施例一方法所合成的纖維素基HEC/Tb稀土發(fā)光材料溶液在50MPa進(jìn)行均質(zhì)機(jī)均質(zhì)；
第二步:將第一步得到的溶液在_50°C下保持3小時(shí)，得固態(tài)樣品；
第三步:將第二步得到的固態(tài)樣品冷凍干燥，得到固體混合物；
第四步:將第三步得到固體混合物用純凈水洗滌，得到固態(tài)純凈物。
[0022]本發(fā)明最終產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度是傳統(tǒng)提純方法得到的纖維素基稀土發(fā)光材料熒光強(qiáng)度的4.6倍，壽命2.8倍。制備時(shí)間是傳統(tǒng)方法的1 /5。
[0023]實(shí)施例三
第一步:將參照實(shí)施例一方法所合成的纖維素基HPMC/Eu/Tb稀土發(fā)光材料溶液，進(jìn)行l(wèi)OOOrpm膠體磨進(jìn)行均質(zhì)；
第二步:將第一步得到的溶液在_20°C下保持12小時(shí)，得固態(tài)樣品；
第三步:將第二步得到的固態(tài)樣品冷凍干燥，得到固體混合物； 第四步:將第三步得到固體混合物用純凈水洗滌，得到固態(tài)純凈物。
[0024]本發(fā)明最終產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度是傳統(tǒng)提純方法得到的纖維素基稀土發(fā)光材料熒光強(qiáng)度的6倍，壽命4倍。制備時(shí)間是傳統(tǒng)方法的1 /8。
[0025]實(shí)施例四
第一步:將參照實(shí)施例一方法所合成的纖維素基MC/Eu/Tb稀土發(fā)光材料溶液，在30MPa進(jìn)行均質(zhì)機(jī)均質(zhì)；
第二步:將第一步得到的溶液在_50°C下保持12小時(shí)，得固態(tài)樣品；
第三步:將第二步得到的固態(tài)樣品冷凍干燥，得到固體混合物；
第四步:將第三步得到固體混合物用純凈水洗滌，得到固態(tài)純凈物。
[0026]本發(fā)明最終產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度是傳統(tǒng)提純方法得到的纖維素基稀土發(fā)光材料熒光強(qiáng)度的4.0倍，壽命2.0倍。制備時(shí)間是傳統(tǒng)方法的1 /3。
[0027]實(shí)施例五
第一步:將參照實(shí)施例一方法所合成的纖維素基HECMC/Eu/Tb稀土發(fā)光材料溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)數(shù)為3000rpm高速攪拌5次，30分鐘；
第二步:將第一步得到的溶液在_20°C下保持12小時(shí)，得固態(tài)樣品；
第三步:將第二步得到的固態(tài)樣品冷凍干燥，得到固體混合物；
第四步:將第三步得到固體混合物用純凈水洗滌，得到固態(tài)純凈物。
[0028]本發(fā)明最終產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度是傳統(tǒng)提純方法得到的纖維素基稀土發(fā)光材料熒光強(qiáng)度的5.4倍，壽命3.7倍。制備時(shí)間是傳統(tǒng)方法的1 /2。
[0029]實(shí)施例六
第一步:將參照實(shí)施例一方法所合成的纖維素基HPC/Eu/Tb稀土發(fā)光材料溶液進(jìn)行3000rpm膠體磨進(jìn)行均質(zhì)；
第二步:將第一步得到的溶液在_28°C下保持12小時(shí)，得固態(tài)樣品；
第三步:將第二步得到的固態(tài)樣品冷凍干燥，得到固體混合物；
第四步:將第三步得到固體混合物用純凈水洗滌，得到固態(tài)純凈物。
[0030]本發(fā)明最終產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度是傳統(tǒng)提純方法得到的纖維素基稀土發(fā)光材料熒光強(qiáng)度的4.0倍，壽命2.2倍。制備時(shí)間是傳統(tǒng)方法的1 /3。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種纖維素基稀土發(fā)光材料制備后處理中的提純方法，其特征是包括如下步驟: 第一步:將水溶性纖維素改性物與稀土氯化物反應(yīng)結(jié)束所制備的纖維素基稀土發(fā)光材料混合物采用均質(zhì)機(jī)均質(zhì)、膠體磨均質(zhì)或進(jìn)行高速攪拌混合均勻； 第二步:將第一步所得到溶液在-20 —-50°c下保持3-24小時(shí)，得固態(tài)樣品； 第三步:將第二步得到的固態(tài)樣品干燥，得到固體混合物； 第四步:將第三步固體混合物用純凈水洗滌，得到固態(tài)純凈物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維素基稀土發(fā)光材料制備后處理中的提純方法，其特征是第一步所述纖維素基稀土發(fā)光材料是纖維素改性物與發(fā)光的稀土 Eu、Tb氯化物中的一種或二種的反應(yīng)產(chǎn)物。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種纖維素基稀土發(fā)光材料制備后處理中的提純方法，其特征是所述纖維素改性物是羧甲基纖維素、羧甲基羥丙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、甲基纖維素、羥乙基纖維素和羥丙基纖維素中的一種或二種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維素基稀土發(fā)光材料制備后處理中的提純方法，其特征是第一步所述高速攪拌的速率為1000—3000rpm，每次攪拌時(shí)間10-30分鐘，重復(fù)5-15次；所述均質(zhì)機(jī)均質(zhì)的壓力為30-50Mpa;所述膠體磨均質(zhì)的轉(zhuǎn)速為1000—3000rpm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維素基稀土發(fā)光材料制備后處理中的提純方法，其特征是第三步所述干燥為冷凍干燥。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維素基稀土發(fā)光材料制備后處理中的提純方法，其特征是第四步所述純凈水是符合GB-T6682的水。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種纖維素基稀土發(fā)光材料制備后處理中的提純方法，主要特點(diǎn)是將所合成的反應(yīng)混合物采用綠色方法提純，具體步驟為將合成的纖維素基稀土發(fā)光材料采用均質(zhì)機(jī)均質(zhì)、膠體磨均質(zhì)或進(jìn)行高速攪拌混合均勻；再將所得到溶液在-20－-50℃下保持3-24小時(shí)，得固態(tài)樣品；然后將得到的固態(tài)樣品干燥，得到固體混合物；最后把固體混合物用純凈水洗滌，得到固態(tài)純凈物。本發(fā)明的提純方法避免使用有機(jī)溶劑，條件溫和，且熒光強(qiáng)度和熒光壽命增加，具有很高的科學(xué)價(jià)值。
【IPC分類】C09K11/06, C08B15/05
【公開號(hào)】CN105419787
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510972396
【發(fā)明人】葉君, 熊犍
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月22日