【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废弃物资源化利用制备吸附材料的，具体涉及一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、染料污染是由纺织、皮革加工、纸制品和塑料制造等行业排放大量有害物质而引起水质、空气和土壤环境污染的现象。这些污染物的广泛排放和大规模积累已经对生态系统及人类健康造成了严重危害。亚甲基蓝是一种常用的染料，能引起多种疾病，对人危害较大，世界卫生组织将其列为3类致癌物。
2、许多现有的水体污染物修复方法都面临着效率低、费用高等问题，因此迫切需要寻找一种既行之有效、又能够广泛应用的水体污染解决方案。吸附法是一种利用基于界面堆积效应分离水体污染物的先进技术，不仅可以高效地去除水中的污染物，而且操作简单易行，不会产生二次污染。吸附法的关键技术是吸附剂的选择和制备。吸附剂需要具备大的比表面积和合适的孔结构，具有定向吸附能力并且容易制造、再生、低成本和环保等。
3、壳聚糖是一种自然产生的多糖，分布在壳类动物外骨骼和真菌细胞壁内。壳聚糖分子结构含有许多氨基基团，这些基团拥有极强的反应活性，使其具备卓越的生物化学功能和易于化学修饰反应，且具有良好的生物相容性、能够被溶菌酶降解、无毒无害，可以作为吸附剂材料。但其在抗水性方面存在明显缺陷，所制吸附剂质地较脆且容易被分解，同时也在酸溶液中易于溶解，机械性能方面亦略有欠缺。
4、聚乙烯醇(pva)具有水溶、生物降解性，且结构中内含有大量的羟基，可以在污水处理中作为污泥脱水剂、絮凝剂等。但其机械性能较差，耐水性能不尽如人意。为了提高聚乙烯醇材料的性能，常采
5、碳点(cqds)是碳族材料中的新成员。cqds制备方法简单、原料丰富、价格低廉、无毒、生物相容、易溶于水，表面官能团丰富易于改性，具有良好的光学性、电化学性、抗菌抗氧化等诸多特性，使其在发光器件、生物医学、环境检测、纳米传感、能量储存及催化等诸多领域展现出巨大的应用前景。用cqds对吸附剂进行改性，可以提高其吸附性、选择性等，硼掺杂cqds可以进一步提高其性能。我国是柑橘产量大国，每年产生大量的橘皮废物，其目前利用率较低，大多丢弃，不仅造成了资源浪费还导致了严重的环境污染。用橘皮制备碳点可以提高其利用率，减少环境污染。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一是提供一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，旨在解决橘皮资源化利用，减少环境污染。
2、本专利技术的目的之二是提供上述方法制备得到的硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶。
3、本专利技术的目的之三是提供上述硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的应用，利用所制得硼掺杂橘皮碳点改性的吸附剂，实现亚甲基蓝的水污染处理。
4、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
5、第一方面，本专利技术提供一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
6、(1)将橘皮粉末、掺杂剂硼酸加入到乙二醇中，搅拌至完全溶解，微波加热1min得到深棕色浓稠溶液；将该深棕色溶液溶于去离子水中，离心，过滤，得到硼掺杂橘皮碳量子点溶液；
7、(2)将步骤(1)所得硼掺杂橘皮碳量子点溶液加入到聚乙烯醇和壳聚糖混合溶液中，在60℃下磁力搅拌1h；充分混合后，将混合溶液滴入碱溶液中，形成直径为2～3mm的乳白色小球，并浸泡；取出小球，水洗至中性，烘干得到黄色小颗粒，即为b-cqds@cts/pva复合水凝胶。
8、作为本专利技术优选的实施方式，步骤(1)中，所述橘皮粉末为新鲜橘皮清洗后于鼓风干燥箱中干燥至恒重，用万能粉碎机打碎所得。
9、作为本专利技术优选的实施方式，步骤(1)中，橘皮粉末、硼酸和乙二醇的质量比为0.1～0.5：0.05～0.25：5.6。
10、作为本专利技术优选的实施方式，步骤(1)中，微波加热的功率为70～700w。
11、作为本专利技术优选的实施方式，步骤(1)中，所述离心的转速为4000转/分，离心时间为15分钟。
12、作为本专利技术优选的实施方式，步骤(1)中，所述的过滤为针筒过滤器，所用膜为0.22μm的水系膜。
13、作为本专利技术优选的实施方式，步骤(2)中，所述聚乙烯醇和壳聚糖混合溶液是由质量分数10％的聚乙烯醇水溶液和质量分数4％的壳聚糖乙酸水溶液混合而成。
14、作为本专利技术优选的实施方式，步骤(2)中，所述硼掺杂橘皮碳量子点溶液的加入量为0～5ml，且加入量不为0。
15、作为本专利技术优选的实施方式，步骤(2)中，所述碱溶液为1mol/l的氢氧化钠溶液。
16、作为本专利技术优选的实施方式，步骤(2)中，所述浸泡时间为1h。
17、本专利技术还提供了一种上述方法制备的硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶。
18、本专利技术还提供了一种上述方法制备的硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶在处理亚甲基蓝废水处理中的应用。
19、具体地，处理亚甲基蓝废水的方法包括以下步骤：将硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶置于亚甲基蓝水溶液中进行吸附，亚甲基蓝水溶液的初始浓度为10～50mg/l，吸附时间为4～24h。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
21、1、本专利技术以橘皮为原料制备碳点改性吸附剂，成本低，操作简单、节能减排，减少其对环境污染，实现资源化利用和“双碳”发展，产生较大的经济效益和社会效益。
22、2、本专利技术以聚乙烯醇和壳聚糖为骨架制备水凝胶，硼掺杂橘皮碳点对其进行改性，开发了一种新型的硼掺杂橘皮碳点改性吸附剂，具有良好生物降解和生物相容性。所制得的吸附剂对亚甲基蓝具有良好的吸附性，对污水处理具有良好的前景。
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1.一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，橘皮粉末、硼酸和乙二醇的质量比为0.1～0.5：0.05～0.25：5.6。
3.根据权利要求1所述一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，微波加热的功率为70～700W。
4.根据权利要求1所述一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述的过滤为针筒过滤器，所用膜为0.22μm的水系膜。
5.根据权利要求1所述一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述聚乙烯醇和壳聚糖混合溶液是由质量分数10％的聚乙烯醇水溶液和质量分数4％的壳聚糖乙酸水溶液混合而成。
6.根据权利要求1所述一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述硼掺杂橘皮碳量子点溶液的加入量为0～5mL，且加入量不为0。
7.根据权利要求1所述一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，
8.根据权利要求1～7任意一项所述的方法制备的硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶。
9.根据权利要求8所述的硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶在亚甲基蓝废水处理中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：将吸附剂置于亚甲基蓝水溶叶液中进行吸附，亚甲基蓝水溶液的初始浓度为10～50mg/L，吸附时间为4～24h。
...【技术特征摘要】
1.一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，橘皮粉末、硼酸和乙二醇的质量比为0.1～0.5：0.05～0.25：5.6。
3.根据权利要求1所述一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，微波加热的功率为70～700w。
4.根据权利要求1所述一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述的过滤为针筒过滤器，所用膜为0.22μm的水系膜。
5.根据权利要求1所述一种硼掺杂橘皮碳点改性水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述聚乙烯醇和壳聚糖混合溶液是由质量分数10％的聚乙烯醇水溶...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫贵贞，汤哲，董黎明，臧运晓，王士凡，陈莹，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：发明
国别省市：
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