本發(fā)明屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種納米結(jié)構(gòu)材料的制備方法，尤其涉及一種以棉花水解產(chǎn)物的纖維素納米晶為模板的熒光介孔硅材料的制備方法。

背景技術(shù)：

棉花是世界上最主要的農(nóng)作物之一，棉制品價格比較低廉，而且綠色環(huán)?？山到?，相對于目前大量的有毒且昂貴的模板劑有著不可比擬的優(yōu)點。因此由棉花水解制備而成的纖維素納米晶是一種具有來源廣泛、制備簡單、低成本且環(huán)境友好等優(yōu)點的生物高分子材料，而且因其獨特的納米結(jié)構(gòu)，使之具有高結(jié)晶度、高彈性模量、高強度等特性，加之具有生物材料的輕質(zhì)可降解生物相容性及可再生等特性，適于作為高性能合材料的填充物，使其在眾多領(lǐng)域中顯現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。

手性介孔硅材料因為其有序的介孔序列，極高的比表面積(≈1000m²g^-1)，高空容和很好的生物相容性而被廣泛的應(yīng)用于化工催化，吸附，生物檢測等各個方面。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是以棉花為原料制備熒光介孔硅材料的方法，并用于環(huán)境中硝基苯的檢測。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種納米結(jié)構(gòu)復(fù)合吸附材料的制備方法，按以下步驟進行：

(1)取脫脂棉溶于稀硫酸中，水浴條件下保持機械攪拌，將攪拌得到的產(chǎn)物稀釋，離心回收沉淀物并用蒸餾水洗滌至無法離心為止，再裝入透析袋中進行透析，得到纖維素納米晶。

(2)將步驟(1)得到的纖維素納米晶進行超聲分散，向懸浮溶液中加入無水葡萄糖，滴加正硅酸甲酯TMOS，水浴中機械攪拌，倒入蒸發(fā)皿，置于烘箱中蒸干，煅燒，得到介孔硅膜材料。

(3)將噻吩甲酰三氟丙酮溶于四氫呋喃中，加入異氰酸丙基三乙氧基硅烷，氮氣保護下反應(yīng)12h，分離純化得到改性硅烷。

(4)將步驟(2)得到的手性介孔硅膜材料浸沒于甲苯溶液中，加入步驟(3)得到的改性硅烷和Eu離子，得到手性熒光膜材料。

其中，步驟(1)中，脫脂棉與稀硫酸的質(zhì)量體積比為：1g：15ml，稀硫酸的質(zhì)量百分數(shù)為45％～55％，水浴溫度為40～50℃，機械攪拌時間為1.5～2.5h，稀釋倍數(shù)為稀硫酸體積的9倍～11倍，離心轉(zhuǎn)速為5000r/min，透析終點pH為2.3～2.5。

步驟(2)中，每毫升纖維素納米晶加入無水葡萄糖14～18mg，每毫升纖維素納米晶加入正硅酸甲酯的量為0.18～0.22ml，水浴溫度為22-28℃，機械攪拌時間為1h，烘箱中蒸干溫度為22～28℃，煅燒溫度為540℃，煅燒時間為6h。

步驟(3)中，噻吩甲酰三氟丙酮與異氰酸丙基三乙氧基硅烷摩爾比為1：2，反應(yīng)溫度為65℃。

步驟(4)中，每2g介孔硅膜材料加入改性硅烷1mL，改性硅烷與Eu離子的摩爾比為3：1。

本發(fā)明以纖維素納米晶為模版，以TEOS做交聯(lián)劑，制得介孔硅膜材料。將印跡的分子Eu和改性硅烷結(jié)合成螯合物在嫁接到介孔硅膜材料，從而制得手性熒光膜材料。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明制備的熒光介孔硅材料掃描電鏡圖。

圖2為本發(fā)明制備的熒光介孔硅材料的FT-IR圖。

圖3為本發(fā)明制備的熒光介孔硅材料的熒光光譜圖。

圖4為本發(fā)明制備的熒光手性硅膜對硝基苯猝滅作用的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實施實例對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。

實施例1：

(1)取5.0g脫脂棉溶解于75ml的50％稀硫酸溶液中，置于45℃水浴鍋中，保持機械攪拌2h，稀釋10倍至750ml，在5000r/min轉(zhuǎn)速下離心，并加入蒸餾水洗滌至不能離心為止，透析使pH調(diào)至2.4，得到纖維素納米晶。

(2)向5ml步驟(1)中纖維素納米晶中加入80mg無水葡萄糖，再加入1ml正硅酸甲酯TMOS，在25℃水浴下進行機械攪拌1h。

(3)將(2)中得到的溶液倒入蒸發(fā)皿中，放入25℃的烘箱中，待其蒸干后取出放入馬弗爐中，升溫至540℃煅燒6h，得到手性介孔硅膜。

(4)將1mmol噻吩甲酰三氟丙酮溶于20mL四氫呋喃中，加入2mmol異氰酸丙基三乙氧基硅烷，氮氣保護下反應(yīng)12h，分離純化得到改性硅烷。

(5)將步驟(3)得到的2g手性介孔硅膜材料浸沒于20mL甲苯溶液中，加入步驟(4)得到的1mL改性硅烷和0.2g Eu(NO₃)₃，得到手性熒光膜材料。

(6)熒光介孔硅材料的結(jié)構(gòu)的掃描電鏡圖如圖1所示，圖1中顯示出很明顯的層狀結(jié)構(gòu)和手性序列。

(7)熒光介孔硅材料的FT-IR圖如圖2所示，圖中1089和3426cm^-1波數(shù)處分別為為Si-O-Si不對稱伸縮振動,Si-OH伸縮振動。

(8)612nm發(fā)射Eu³⁺特征峰，如圖3所示。

實施例2：

(1)取5.0g脫脂棉溶解于75ml的55％稀硫酸溶液中，置于50℃水浴鍋中，保持機械攪拌2.5h，稀釋11倍至825ml，在5000r/min轉(zhuǎn)速下離心，并加入蒸餾水洗滌至不能離心為止，透析使pH調(diào)至2.5，得到纖維素納米晶。

(2)向5ml步驟(1)中纖維素納米晶中加入90mg無水葡萄糖，再加入1.1ml正硅酸甲酯TMOS，在28℃水浴下進行機械攪拌1h。

(3)將(2)中得到的溶液倒入蒸發(fā)皿中，放入25℃的烘箱中，待其蒸干后取出放入馬弗爐中，升溫至540℃煅燒6h，得到介孔硅膜。

(4)將1mmol噻吩甲酰三氟丙酮溶于20mL四氫呋喃中，加入2mmol異氰酸丙基三乙氧基硅烷，氮氣保護下反應(yīng)12h，分離純化得到改性硅烷。

(5)將步驟(3)得到的3g手性介孔硅膜材料浸沒于20mL甲苯溶液中，加入步驟(4)得到的1.5mL改性硅烷和0.3g Eu(NO₃)₃，得到手性熒光膜材料。

(6)熒光手性硅膜對硝基苯有很強的猝滅作用，通過猝滅可以檢測環(huán)境中痕量存在的硝基苯，如圖4所示。

實施例3：

(1)取5.0g脫脂棉溶解于75ml的45％稀硫酸溶液中，置于45℃水浴鍋中，保持機械攪拌1.5h，稀釋9倍至675ml，在5000r/min轉(zhuǎn)速下離心，并加入蒸餾水洗滌至不能離心為止，透析使pH調(diào)至2.3，得到纖維素納米晶。

(2)向5ml步驟(1)中纖維素納米晶中加入70mg無水葡萄糖，再加入0.9ml正硅酸甲酯TMOS，在22℃水浴下進行機械攪拌1h。

(3)將(2)中得到的溶液倒入蒸發(fā)皿中，放入25℃的烘箱中，待其蒸干后取出放入馬弗爐中，升溫至540℃煅燒6h，得到介孔硅膜。

(4)將1mmol噻吩甲酰三氟丙酮溶于20mL四氫呋喃中，加入2mmol異氰酸丙基三乙氧基硅烷，氮氣保護下反應(yīng)12h，分離純化得到改性硅烷。

(5)將步驟(3)得到的3g手性介孔硅膜材料浸沒于20mL甲苯溶液中，加入步驟(4)得到的1.5mL改性硅烷和0.3g Eu(NO₃)₃，得到手性熒光膜材料。

所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。