一种可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法与流程

1.本发明属于纳米高分子材料技术领域，具体涉及一种可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法。


背景技术：

2.紫外线(uv)是太阳光谱中波长较短的一部分，对人体有一定的益处，如促进维生素d的生成。然而，长时间照射紫外线对人体也有一些潜在危害。阿伏苯宗(avobenzone)作为少有的可以吸收uv的有机防晒剂，而uva1是紫外线中跨度最大，对于人体的危害也是最大的。此外，纤维素作为自然界最丰富，分布最广的天然高分子材料，已成为研究纳米功能型材料的热点话题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的是提供一种可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法，该方法通过引入碳量子点改性纳米纤维素，从而使其在紫外区域的透过为0。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
5.一种可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法，具体包括如下步骤：
6.步骤1，将柠檬酸，乙二胺和丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷溶于水溶液中搅拌溶解并超声，倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中反应，经离心，过滤得到产物a-cqd；
7.步骤2，将氧化纳米纤维素(tocnf)稀释在水溶液中，在搅拌下分别加入二环己基碳二亚胺(dcc)和4-二甲氨基吡啶(dmap)，然后再加入a-cqd，在黑暗环境下常温搅拌过夜，过滤多余的a-cqd并抽滤形成薄膜,得到纤维素膜a-cqd-tocnf。
8.作为优选，步骤1中，柠檬酸(ca)的用量为1.5-2.5g，乙二胺(eda)的用量为2-3.5ml，丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷的用量为1-1.8g。
9.作为优选，步骤1中，反应釜的反应温度为160-180℃，反应时间为4-6h。
10.作为优选，步骤2中，5-10g氧化纳米纤维素(tocnf)稀释在5-10ml的水溶液中，二环己基碳二亚胺(dcc)的用量为5-7.5mg，4-二甲氨基吡啶(dmap)的用量为2.5-4mg，a-cqd的用量为5-8mg。
11.本发明技术效果主要体现在以下方面：本发明通过附加了阿伏苯宗的碳量子点改性氧化纳米纤维素来制备可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜，通过引入碳量子点使其薄膜的透过率在近紫外区域为0；本发明采用碳量子点改性纳米纤维素的方法，不仅自然可再生，低能环保，而且其在紫外光下呈蓝色荧光，在3d屏幕显示、光电器件等方面有很好的应用前景。
具体实施方式
12.图1是本发明可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法实施例1中a-cqd的紫外吸收光谱图；
13.图2是本发明可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法实施例1中纤维素膜a-cqd-tocnf的透过谱图。
14.实施例1
15.一种可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法，具体包括以下步骤：
16.1)取1.5g柠檬酸(ca)、2ml乙二胺(eda)和1g丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷溶于水溶液中，搅拌溶解并超声30min，然后倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中180℃反应4h，经离心、过滤操作，得到产物碳量子点a-cqd；
17.2)纤维素膜a-cqd-tocnf的制备步骤：将5g氧化纳米纤维素(tocnf)稀释在5m l水溶液中，在搅拌过程中分别加入5mg二环己基碳二亚胺(dcc)和2.5mg4-二甲氨基吡啶(dmap)，然后再加入5mg步骤1)得到的a-cqd，在黑暗环境下常温搅拌过夜，过滤多余的a-cqd并抽滤形成薄膜,室温环境下干燥得到纤维素膜a-cqd-tocnf。
18.图1是a-cqd的紫外吸收(uv)光谱图,a-cqd在稀水溶液中的吸收光谱在340nm处有个峰,其可归因于π-π*跃迁，a-cqds在365nm紫外光照射下，在室温下表现出亮蓝光特性；
19.图2是纤维素膜a-cqd-tocnf的透过谱图，在250-340nm范围内纤维素膜a-cqd-tocnf的透过基本为0，说明其可完全吸收在该区域的光，从而达到屏蔽紫外的效果。
20.实施例2
21.一种可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法，具体包括以下步骤：
22.1)将2g柠檬酸(ca)，2.5m l乙二胺(eda)和1.4g丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷溶于水溶液中搅拌溶解并超声30min，倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中170℃反应5h，经离心、过滤操作，得到产物碳量子点a-cqd；
23.2)纤维素膜a-cqd-tocnf的制备步骤：将8g氧化纳米纤维素(tocnf)稀释在8m l水溶液中，在搅拌下分别加入6mg二环己基碳二亚胺(dcc)和3mg4-二甲氨基吡啶(dmap)，然后再加入6.5mg步骤1)得到的a-cqd，在黑暗环境下常温搅拌过夜，过滤多余的a-cqd并抽滤形成薄膜,室温环境下干燥得到纤维素膜a-cqd-tocnf。
24.实施例3
25.一种可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法，具体包括以下步骤：
26.1)将2.5g柠檬酸(ca)，3.5m l乙二胺(eda)和1.8g丁基甲氧基二苯甲酰基溶于水溶液中搅拌溶解并超声30min，倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中160℃反应6h，经离心、过滤操作，得到产物碳量子点a-cqd；
27.2)纤维素膜a-cqd-tocnf的制备步骤：将10g氧化纳米纤维素(tocnf)稀释在10m l水溶液中，在搅拌下分别加入7.5mg二环己基碳二亚胺(dcc)和4mg4-二甲氨基吡啶(dmap)，然后再加入8mg步骤1)得到的a-cqd，在黑暗环境下常温搅拌过夜，过滤多余的a-cqd并抽滤形成薄膜,室温环境下干燥得到纤维素膜a-cqd-tocnf。
28.本发明技术效果主要体现在以下方面：本发明以纳米纤维素为研究对象，通过引入附加了阿伏苯宗的碳量子点改性氧化纳米纤维素来制备可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜，从而使其达到屏蔽紫外的效果。此外，本发明以天然高分子为原料，不仅遵循了材料的可持续发展，减少对环境的危害，同时引入碳量子点制备可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜。
29.当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施
方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。


技术特征：
1.一种可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，将柠檬酸、乙二胺和丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷溶于水溶液中搅拌溶解并超声，倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中反应，经离心、过滤操作，得到产物a-cqd；步骤2，将氧化纳米纤维素稀释在水溶液中，在搅拌过程中分别加入二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶，然后再加入a-cqd；在黑暗环境下常温搅拌过夜，过滤多余的a-cqd并抽滤形成薄膜,得到纤维素膜a-cqd-tocnf。2.根据权利要求1所述的一种可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法，其特征在于：步骤1中，柠檬酸的用量为1.5-2.5g，乙二胺的用量为2-3.5m l，丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷的用量为1-1.8g。3.根据权利要求1所述的一种可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法，其特征在于：步骤1中，反应釜的反应温度为160-180℃，反应时间为4-6h。4.根据权利要求1所述的一种可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法，其特征在于：步骤2中，5-10g氧化纳米纤维素稀释在5-10m l的水溶液中，二环己基碳二亚胺的用量为5-7.5mg，4-二甲氨基吡啶的用量为2.5-4mg，a-cqd的用量为5-8mg。

技术总结
本发明公开了一种可吸收紫外碳量子点纳米纤维素薄膜的制备方法，具体包括如下步骤：将柠檬酸、乙二胺和丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷溶于水溶液中搅拌溶解并超声，倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中反应，经离心、过滤操作，得到产物A-CQD；将氧化纳米纤维素稀释在水溶液中，在搅拌过程中分别加入二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶，然后再加入A-CQD；在黑暗环境下常温搅拌过夜，过滤多余的A-CQD并抽滤形成薄膜,得到纤维素膜A-CQD-TOCNF；本发明通过引入碳量子点使薄膜的透过率在近紫外区域为0，通过采用碳量子点改性纳米纤维素的方法，不仅自然可再生，低能环保，而且其在紫外光下呈蓝色荧光，在3D屏幕显示、光电器件等方面有很好的应用前景。用前景。用前景。


技术研发人员：方丹 张召
受保护的技术使用者：浙江友丰新材料科技有限公司
技术研发日：2023.08.10
技术公布日：2023/10/6