一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料及其制备方法和应用，所述方法包括步骤1，将质量比为(30～90)：(10～30)的水杨醛与1,2,4,5‑苯四胺盐酸盐进行回流反应后，分离反应液中的产物后干燥，得到水杨醛席夫碱；将纸浸泡在氧化石墨烯分散液中后干燥，得到氧化石墨烯改性纸基材料；步骤2，将氧化石墨烯改性纸基材料浸泡在水杨醛席夫碱的溶液中，氧化石墨烯与水杨醛席夫碱复合在纸上，形成复合物A；步骤3，取出复合物A后干燥，得到水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料。通过材料中的羟基、羧基和碳氮双键与Cu

A paper-based material modified by salicylaldehyde Schiff base / graphene oxide and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料及其制备方法和应用
本专利技术属于金属离子检测领域，具体为一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料及其制备方法和应用。
技术介绍
铜离子是构建多种植物和动物中最基本的金属离子，在各种生物过程中都发挥着重要的作用。虽然铜离子是人体内必需的一种微量元素，但是一旦摄入过量将会带来严重危害，如胃肠道功能紊乱、肝和肾功能代谢失调、溶血性贫血以及神经退行性等疾病。随着现代工业和经济的快速发展，工业废水不经处理肆意排放，给人类和动植物的生长和健康发展带来严重危害，所以，检测出水中的铜至关重要。目前，现有技术中关于溶液中铜离子的测定方法主要有原子吸收光谱分析法、电感耦合等离子体原子发射光谱分析法、分光光度法和化学发光技术法等。尽管这些方法中的每一种都具有高的灵敏性和特异性，但存在一些共同的缺点，需要昂贵的仪器、繁琐的样品制备过程、耗时、较长的分析时间和需要专业的操作人员。所以需要开发一种简便、低廉、可靠、快捷和环境友好的检测Cu2+的方法。文献“LiuYang,WangLiqiu,GuoChenxiaoandHouYajuan[J].TetrahedronLetters,2018,59,3930”中，设计和合成了一种方酸衍生物改性纸基检测材料，其对铜离子的检出限为1μM。但是，当前纸基材料在检测铜离子的应用中仍然存在选择性较差和检出限较高的难题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料及其制备方法和应用，合成方法简单、绿色环保、能够制得用于检测水中铜离子的检测材料，检测成本低，效率高，对Cu2+离子高选择、肉眼可见和检测时方便快捷。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料的制备方法，包括如下步骤，步骤1，将质量比为(30～90)：(10～30)的水杨醛与1,2,4,5-苯四胺盐酸盐进行回流反应后，分离反应液中的产物后干燥，得到水杨醛席夫碱；将纸浸泡在氧化石墨烯分散液中后干燥，得到氧化石墨烯改性纸基材料；步骤2，将氧化石墨烯改性纸基材料浸泡在水杨醛席夫碱的溶液中，氧化石墨烯与水杨醛席夫碱复合在纸上，形成复合物A；步骤3，取出复合物A后干燥，得到水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料。优选的，步骤1中的回流反应在65～75℃下进行18～30h。优选的，步骤1中所述的氧化石墨烯分散液的浓度为0.2～1.2g/L，通过将氧化石墨烯加入到去离子水中，机械搅拌均匀得到。优选的，步骤1中纸浸泡在氧化石墨烯分散液中的时间为20～36h。优选的，步骤1中，先将水杨醛加入到无水甲醇中搅拌均匀，得到浓度为30～90g/L的水杨醛溶液，向该浓度的水杨醛溶液中加入1,2,4,5-苯四胺盐酸盐进行回流反应。优选的，步骤2中氧化石墨烯改性纸基材料浸泡在水杨醛席夫碱的溶液中的时间为20～36h。优选的，步骤2中所述的水杨醛席夫碱的溶液的浓度为0.2～1.2g/L，通过将水杨醛席夫碱加入到无水乙醇中搅拌均匀得到。优选的，步骤1中的干燥均为真空干燥，其中回流反应后产物的干燥温度为50～90℃，时间为6～16h；纸浸泡在氧化石墨烯分散液中后的干燥温度为50～90℃，干燥时间为10～60min；步骤3中的干燥为真空干燥，干燥温度为50～90℃，时间为10～60min。一种由上述任意一项所述的水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料的制备方法得到的水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料。一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料在检测水中Cu2+离子的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料的制备方法，利用回流反应得到水杨醛席夫碱，之后用氧化石墨烯改性纸基材料，将两者在溶液中通过物理化学作用复合，水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料通过材料中的羟基、羧基和碳氮双键与Cu2+之间发生静电作用和配位螯合作用达到快速检测Cu2+离子的目的；采用天然绿色、来源广泛、廉价易得和可降解的纸为原料，合成方法简单、绿色环保。本专利技术的水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料能够用于大批量样本的铜离子检测，操作方便快捷、选择性好，几滴待测溶液的少量添加即可快速判断样本溶液中是否含有Cu2+离子，减少了操作步骤和降低成本。本专利技术制备的水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料试纸条最初的颜色为淡黄色，与待测金属离子溶液混合后，当待测金属离子为Cu2+离子时，在紫外灯照射下试纸条颜色从亮黄色变为黑色，后经测试变色后的材料的荧光发射光谱，其荧光发射强度明显减弱或淬灭，而其它金属离子没有明显变化或减弱程度较低，说明该材料中有Cu2+离子而没有其它金属离子，进一步证明了该材料能检测水中Cu2+离子。附图说明图1为在本专利技术实施例1制备的水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料中加入不同待测金属离子溶液后在紫外灯下的颜色变化图。图2为在本专利技术实施例1制备的水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料中加入不同待测金属离子溶液后该纸基材料的荧光光谱图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1，按每1L水杨醛的甲醇溶液中加入10～30g的1,2,4,5-苯四胺盐酸盐的比例，往水杨醛的甲醇溶液加入1,2,4,5-苯四胺盐酸盐，回流反应，反应温度为65～75℃，时间是18～30h；将反应液抽滤，之后真空干燥，制备出化合物A，即水杨醛席夫碱；水杨醛的甲醇溶液是每1L无水甲醇中加入30～90g的水杨醛，均匀搅拌得到的；真空干燥是在真空干燥箱中，干燥温度为50～90℃，干燥6～16h；步骤2，用1张滤纸在氧化石墨烯分散液中浸泡20～36h，当然滤纸还可以是A4或书本用纸；氧化石墨烯分散液通过在每1L去离子水中加入0.2～1.2g的氧化石墨烯，以1500～2000r/min的速率机械搅拌10～100min得到；真空干燥是在真空干燥箱中，干燥温度为50～90℃，干燥10～60min；步骤3，往1L无水乙醇中加入0.2～1.2g的化合物A，超声后搅拌得到化合物A的乙醇溶液，取一张氧化石墨烯改性后的滤纸，在化合物A的乙醇溶液中浸泡20～36h；真空干燥是在真空干燥箱中，干燥温度为50～90℃，干燥10～60min，制备出水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料。本专利技术得到的水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料在检测水中Cu2+离子时，具体的操作步骤方式如下，往1mL的待测溶液，比如工业废水中加入水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料试纸条，在紫外灯照射下，试纸条颜色从亮黄色变为黑色，证明待测溶液中含有Cu2+离子，否则，证明待测溶液，即工业废水中没有Cu2+离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，/n步骤1，将质量比为(30～90)：(10～30)的水杨醛与1,2,4,5-苯四胺盐酸盐进行回流反应后，分离反应液中的产物后干燥，得到水杨醛席夫碱；/n将纸浸泡在氧化石墨烯分散液中后干燥，得到氧化石墨烯改性纸基材料；/n步骤2，将氧化石墨烯改性纸基材料浸泡在水杨醛席夫碱的溶液中，氧化石墨烯与水杨醛席夫碱复合在纸上，形成复合物A；/n步骤3，取出复合物A后干燥，得到水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤1，将质量比为(30～90)：(10～30)的水杨醛与1,2,4,5-苯四胺盐酸盐进行回流反应后，分离反应液中的产物后干燥，得到水杨醛席夫碱；
将纸浸泡在氧化石墨烯分散液中后干燥，得到氧化石墨烯改性纸基材料；
步骤2，将氧化石墨烯改性纸基材料浸泡在水杨醛席夫碱的溶液中，氧化石墨烯与水杨醛席夫碱复合在纸上，形成复合物A；
步骤3，取出复合物A后干燥，得到水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料。


2.根据权利要求1所述的一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料的制备方法，其特征在于，步骤1中的回流反应在65～75℃下进行18～30h。


3.根据权利要求1所述的一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述的氧化石墨烯分散液的浓度为0.2～1.2g/L，通过将氧化石墨烯加入到去离子水中，机械搅拌均匀得到。


4.根据权利要求1所述的一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料的制备方法，其特征在于，步骤1中纸浸泡在氧化石墨烯分散液中的时间为20～36h。


5.根据权利要求1所述的一种水杨醛席夫碱/氧化石墨烯改性纸基材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，先将水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张素风，范江，杜敏，贺斌，姚雪，刘亚丽，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61