一種纖維素基稀土發光材料制備后處理中的提純方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及纖維素的改性工藝技術領域，具體是涉及一種纖維素基稀土發光材料制備后處理中的提純方法。
【背景技術】
[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。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，不僅具有纖維素復合納米材料的廣泛用途，而且還具有部分金屬的性質，對環境友好，可生物降解，化學性無毒，成本低，符合綠色化學的要求以及可持續發展的需要。
[0003]纖維素基稀土發光材料是將水溶性的纖維素衍生物配制成一定質量百分濃度(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，反應一定時間，提純通常采用高速臺式冷凍離心機對反應液離心，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不到氯離子，所得凝膠在70°C烘箱中烘干;或旋轉蒸干或真空干燥;改進是用一定規格的半透膜對反應液進行離子交換，直到離心溶液中檢測不到氯離子進行干燥。
[0004]在上述方法中，提純要使用水和醇，產生大量揮發物，帶來嚴重的環境問題;操作步驟長，導致產物損失、熒光強度及熒光壽命下降。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種纖維素基稀土發光材料制備后處理中的提純方法。該方法能保證產品的純度的前提下，減少有機揮發物，減少操作步驟，縮短制備時間，提高熒光強度。
[0006]本發明的目的通過以下技術方案實現。
[0007]—種纖維素基稀土發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結束所制備的纖維素基稀土發光材料混合物采用均質機均質、膠體磨均質或進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，得固態樣品；
第三步:將第二步得到固態樣品干燥，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，得到固態純凈物。
[0008]進一步地，第一步所述纖維素基稀土發光材料是纖維素改性物與發光的稀土Eu、Tb氯化物中的一種或二種的反應產物。
[0009]進一步地，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]進一步地，第一步所述高速攪拌的速率為1000—3000rpm，每次攪拌時間10-30分鐘，重復5-15次；所述均質機均質的壓力為30-50Mpa;所述膠體磨均質的轉速為1000 —3000rpmo
[0011]進一步地，第三步所述干燥為冷凍干燥。
[0012]進一步地，第四步所述純凈水是符合GB-T6682的水。
[0013]本發明采用的超聲處理技術，是利用超聲具有的湍流效應、微擾效應、界面效應、聚能效應，使得纖維素分散進行更加完全。本發明采用的惰性氣體技術，使得超聲技術發揮更加充分。
[0014]本發明與現有技術相比具有如下優點:
1、本發明的提純方法能得到熒光強度高、熒光壽命長的纖維素基稀土發光材料。
[0015]2、本發明的提純方法使用試劑少，無污染，不含有揮發有機化合物(V0C)。
[0016]3、本發明的提純方法操作簡單、方便、符合綠色化學要求。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例，對本發明的具體實施做進一步地詳細說明，但本發明的實施和保護范圍不限于此。
[0018]發明人對本發明進行了深入地創造性研究和試驗，有許多成功的實施例，下面列舉六個實施例。
[0019]實施例一
第一步:將質量百分濃度為2%的羧甲基纖維素(CMC)水溶液與氯化銪水溶液反應得到CMC/Eu纖維素基稀土發光材料溶液進行轉數為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，得固態樣品；
第三步:將第二步得到的固態樣品冷凍干燥，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，得到固態純凈物。
[0020]本發明最終產物的熒光強度是傳統提純方法(如【背景技術】提及的方法)得到的纖維素基稀土發光材料熒光強度的6.0倍，熒光壽命4.2倍。制備時間是傳統方法的1/5。
[0021]實施例二
第一步:將參照實施例一方法所合成的纖維素基HEC/Tb稀土發光材料溶液在50MPa進行均質機均質；
第二步:將第一步得到的溶液在_50°C下保持3小時，得固態樣品；
第三步:將第二步得到的固態樣品冷凍干燥，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，得到固態純凈物。
[0022]本發明最終產物的熒光強度是傳統提純方法得到的纖維素基稀土發光材料熒光強度的4.6倍，壽命2.8倍。制備時間是傳統方法的1 /5。
[0023]實施例三
第一步:將參照實施例一方法所合成的纖維素基HPMC/Eu/Tb稀土發光材料溶液，進行lOOOrpm膠體磨進行均質；
第二步:將第一步得到的溶液在_20°C下保持12小時，得固態樣品；
第三步:將第二步得到的固態樣品冷凍干燥，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，得到固態純凈物。
[0024]本發明最終產物的熒光強度是傳統提純方法得到的纖維素基稀土發光材料熒光強度的6倍，壽命4倍。制備時間是傳統方法的1 /8。
[0025]實施例四
第一步:將參照實施例一方法所合成的纖維素基MC/Eu/Tb稀土發光材料溶液，在30MPa進行均質機均質；
第二步:將第一步得到的溶液在_50°C下保持12小時，得固態樣品；
第三步:將第二步得到的固態樣品冷凍干燥，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，得到固態純凈物。
[0026]本發明最終產物的熒光強度是傳統提純方法得到的纖維素基稀土發光材料熒光強度的4.0倍，壽命2.0倍。制備時間是傳統方法的1 /3。
[0027]實施例五
第一步:將參照實施例一方法所合成的纖維素基HECMC/Eu/Tb稀土發光材料溶液進行轉數為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，得固態樣品；
第三步:將第二步得到的固態樣品冷凍干燥，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，得到固態純凈物。
[0028]本發明最終產物的熒光強度是傳統提純方法得到的纖維素基稀土發光材料熒光強度的5.4倍，壽命3.7倍。制備時間是傳統方法的1 /2。
[0029]實施例六
第一步:將參照實施例一方法所合成的纖維素基HPC/Eu/Tb稀土發光材料溶液進行3000rpm膠體磨進行均質；
第二步:將第一步得到的溶液在_28°C下保持12小時，得固態樣品；
第三步:將第二步得到的固態樣品冷凍干燥，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，得到固態純凈物。
[0030]本發明最終產物的熒光強度是傳統提純方法得到的纖維素基稀土發光材料熒光強度的4.0倍，壽命2.2倍。制備時間是傳統方法的1 /3。
【主權項】
1.一種纖維素基稀土發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結束所制備的纖維素基稀土發光材料混合物采用均質機均質、膠體磨均質或進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，得固態樣品； 第三步:將第二步得到的固態樣品干燥，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，得到固態純凈物。2.根據權利要求1所述的一種纖維素基稀土發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光材料是纖維素改性物與發光的稀土 Eu、Tb氯化物中的一種或二種的反應產物。3.根據權利要求2所述的一種纖維素基稀土發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.根據權利要求1所述的一種纖維素基稀土發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，每次攪拌時間10-30分鐘，重復5-15次；所述均質機均質的壓力為30-50Mpa;所述膠體磨均質的轉速為1000—3000rpm。5.根據權利要求1所述的一種纖維素基稀土發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.根據權利要求1所述的一種纖維素基稀土發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】本發明公開一種纖維素基稀土發光材料制備后處理中的提純方法，主要特點是將所合成的反應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光材料采用均質機均質、膠體磨均質或進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，得固態樣品；然后將得到的固態樣品干燥，得到固體混合物；最后把固體混合物用純凈水洗滌，得到固態純凈物。本發明的提純方法避免使用有機溶劑，條件溫和，且熒光強度和熒光壽命增加，具有很高的科學價值。
【IPC分類】C09K11/06, C08B15/05
【公開號】CN105419787
【申請號】CN201510972396
【發明人】葉君, 熊犍
【申請人】華南理工大學
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月22日