CN104485225A - 一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，它涉及一种可稳定Pickering微乳液的二维膜片的制备方法。本发明的目的是要解决现有使用固体颗粒稳定Pickering微乳液存在不稳定性的问题。制备方法：一、合成Fe3O4纳米粒子；二、碳纳米管表面功能化；三、制备Pickering乳液；四、制备磁性碳纳米管二维膜片；五、固定贵金属纳米粒子，得到内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片稳定的Pickering乳液。本发明可获得一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片。
Description
技术领域
本发明涉及一种可稳定Pickering微乳液的二维膜片的制备方法。
背景技术
Pickering微乳液是由固体颗粒稳定的乳液。形成微乳液的颗粒在油水界面具有很高的吸附能，使Pickering微乳液具有很强的稳定性。目前这种乳液被广泛应用到催化，医药产品和化妆品等领域。通常用来稳定Pickering微乳液的为固体颗粒；而用二维膜片稳定Pickering微乳液具有高度的各向异性和在液液界面不能自由旋转，所以其稳定性要高于固体颗粒稳定的Pickering微乳液。
发明内容
本发明的目的是要解决现有使用固体颗粒稳定Pickering微乳液存在不稳定性的问题，而提供一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法。
一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、合成Fe3O4纳米粒子：①、配置摩尔浓度为0.1mol/L～0.5mol/L的三价铁盐乙二醇溶液；②、将30mL三价铁离子乙二醇溶液与3g～8g的无水碳酸钠放入到密闭加热容器中，在200℃～300℃条件下进行溶剂热反应8h～72h，得到产物；③、先采用蒸馏水对产物进行洗涤3次～4次，再采用无水乙醇对产物进行洗涤3次～4次，最后采用二次蒸馏水进行洗涤3次～4次，再在温度为50℃～70℃下进行干燥12h～24h，得到Fe3O4纳米粒子；
二、碳纳米管表面功能化：将碳纳米管加入到物质的量浓度为8mol～10mol的硝酸溶液中，在温度为60℃～70℃和功率为80W～100W的条件下进行超声分散2h～4h，再进行过滤，去除滤液，得到固体物质；使用蒸馏水对固体物质进行洗涤4次～7次，再在50℃～70℃下进行干燥12h～24h，得到表面功能化的碳纳米管；
步骤二中所述的碳纳米管的质量与物质的量浓度为8mol～10mol的硝酸溶液的体积比为(0.2g～1g):50mL；
三、制备Pickering乳液：①、将己烷、十八烷基三甲氧基硅烷、表面功能化的碳纳米管和Fe3O4纳米粒子混合，再在功率为70W～100W下进行超声10min～20min，得到油相溶液；②、使用物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH水溶液调节体积分数为0.4％～1％的聚二烯基丙二甲基氯化铵水溶液的pH值为5～10，得到水相溶液；再将油相溶液与水相溶液混合，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，再静置24h～48h，得到W/O Pickering乳液；
步骤三①中所述的己烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为(1mL～3mL):20mg；
步骤三①中所述的十八烷基三甲氧基硅烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为(1μL～4μL):20mg；
步骤三①中所述的Fe3O4纳米粒子与表面功能化的碳纳米管的质量比为(1～8):4；
步骤三②中所述的水相溶液与油相溶液的体积比为(0.025～1):1；
四、制备磁性碳纳米管二维膜片：将W/O Pickering乳液在室温下静置24h～48h，再加入体积分数为10％～90％的乙醇溶液，再进行离心分离，去除上层液体，得到离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片；将离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片分散到己烷中，再加入去离子水，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，得到磁性碳纳米管二维膜片；
步骤四中所述的W/O Pickering乳液与体积分数为10％～90％的乙醇溶液的体积比为(1～10):1；
步骤四中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与己烷的体积比为(6.7mg～200mg):1mL；
步骤四中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与去离子水的体积比为(6.7mg～20mg):1mL；
五、固定贵金属纳米粒子：①、将磁性碳纳米管二维膜片与浓度为0.012mol/L的贵金属酸溶液混合，再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，在室温下静置12h～24h，再加入体积分数为10％～90％的乙醇溶液，再进行离心分离，去除上层液体，得到离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片；②、将离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片分散到己烷中，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，得到含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液；③、将浓度为0.06mol/L的抗坏血酸溶液与含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液混合，再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，再在室温下静置12h～24h，然后再使用无水乙醇进行洗涤3次～5次，得到可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片；
步骤五①中所述的将磁性碳纳米管二维膜片与浓度为0.012mol/L的贵金属酸溶液的体积比为1mL:(300μL～1000μL)；
步骤五①中所述的将磁性碳纳米管二维膜片与体积分数为10％～90％的乙醇溶液的体积比为(1～10):1；
步骤五②中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与己烷的体积比为(6.7mg～200mg):1mL；
步骤五③中所述的浓度为0.06mol/L的抗坏血酸溶液与含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液的体积比为(300μL～1000μL):1mL。
本发明的优点：
一、本发明制备的可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片具有高度的各向异性，在液液界面不能自由旋转，所以本发明制备的可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片比粒子具有更高的稳定Pickering微乳液的作用；
二、本发明制备的可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片具有磁性，更易回收利用；
三、本发明制备的可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片更易在亲水的一面生成Pd催化剂或Pt催化剂。
本发明可获得一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片。
附图说明
图1为试验一步骤三得到的W/O Pickering乳液的光学显微镜图片；
图2为试验一步骤四得到的磁性碳纳米管二维膜片的光学显微镜图片；
图3为试验一步骤四得到的磁性碳纳米管二维膜片的扫描电子显微镜图；
图4为试验一步骤五得到内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片稳定的Pickering乳液中内壁固载贵Pd纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片的扫描电镜图；
图5为图4的能谱分析图；
图6为试验二步骤五得到内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片稳定的Pickering乳液中内壁固载贵Pt纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片的扫描电镜图；
图7为图6的能谱分析图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、合成Fe3O4纳米粒子：①、配置摩尔浓度为0.1mol/L～0.5mol/L的三价铁盐乙二醇溶液；②、将30mL三价铁离子乙二醇溶液与3g～8g的无水碳酸钠放入到密闭加热容器中，在200℃～300℃条件下进行溶剂热反应8h～72h，得到产物；③、先采用蒸馏水对产物进行洗涤3次～4次，再采用无水乙醇对产物进行洗涤3次～4次，最后采用二次蒸馏水进行洗涤3次～4次，再在温度为50℃～70℃下进行干燥12h～24h，得到Fe3O4纳米粒子；
二、碳纳米管表面功能化：将碳纳米管加入到物质的量浓度为8mol～10mol的硝酸溶液中，在温度为60℃～70℃和功率为80W～100W的条件下进行超声分散2h～4h，再进行过滤，去除滤液，得到固体物质；使用蒸馏水对固体物质进行洗涤4次～7次，再在50℃～70℃下进行干燥12h～24h，得到表面功能化的碳纳米管；
步骤二中所述的碳纳米管的质量与物质的量浓度为8mol～10mol的硝酸溶液的体积比为(0.2g～1g):50mL；
三、制备Pickering乳液：①、将己烷、十八烷基三甲氧基硅烷、表面功能化的碳纳米管和Fe3O4纳米粒子混合，再在功率为70W～100W下进行超声10min～20min，得到油相溶液；②、使用物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH水溶液调节体积分数为0.4％～1％的聚二烯基丙二甲基氯化铵水溶液的pH值为5～10，得到水相溶液；再将油相溶液与水相溶液混合，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，再静置24h～48h，得到W/O Pickering乳液；
步骤三①中所述的己烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为(1mL～3mL):20mg；
步骤三①中所述的十八烷基三甲氧基硅烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为(1μL～4μL):20mg；
步骤三①中所述的Fe3O4纳米粒子与表面功能化的碳纳米管的质量比为(1～8):4；
步骤三②中所述的水相溶液与油相溶液的体积比为(0.025～1):1；
四、制备磁性碳纳米管二维膜片：将W/O Pickering乳液在室温下静置24h～48h，再加入体积分数为10％～90％的乙醇溶液，再进行离心分离，去除上层液体，得到离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片；将离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片分散到己烷中，再加入去离子水，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，得到磁性碳纳米管二维膜片；
步骤四中所述的W/O Pickering乳液与体积分数为10％～90％的乙醇溶液的体积比为(1～10):1；
步骤四中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与己烷的体积比为(6.7mg～200mg):1mL；
步骤四中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与去离子水的体积比为(6.7mg～20mg):1mL；
五、固定贵金属纳米粒子：①、将磁性碳纳米管二维膜片与浓度为0.012mol/L的贵金属酸溶液混合，再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，在室温下静置12h～24h，再加入体积分数为10％～90％的乙醇溶液，再进行离心分离，去除上层液体，得到离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片；②、将离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片分散到己烷中，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，得到含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液；③、将浓度为0.06mol/L的抗坏血酸溶液与含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液混合，再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，再在室温下静置12h～24h，然后再使用无水乙醇进行洗涤3次～5次，得到可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片；
步骤五①中所述的将磁性碳纳米管二维膜片与浓度为0.012mol/L的贵金属酸溶液的体积比为1mL:(300μL～1000μL)；
步骤五①中所述的将磁性碳纳米管二维膜片与体积分数为10％～90％的乙醇溶液的体积比为(1～10):1；
步骤五②中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与己烷的体积比为(6.7mg～200mg):1mL；
步骤五③中所述的浓度为0.06mol/L的抗坏血酸溶液与含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液的体积比为(300μL～1000μL):1mL。
本实施方式的优点：
一、本实施方式制备的可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片具有高度的各向异性，在液液界面不能自由旋转，所以实施方式制备的可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片比粒子具有更高的稳定Pickering微乳液的作用；
二、本实施方式制备的可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片具有磁性，更易回收利用；
三、本实施方式制备的可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片更易在亲水的一面生成Pd催化剂或Pt催化剂。
本实施方式可获得一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一①中所述的三价铁盐乙二醇溶液中三价铁盐为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁或醋酸铁。其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤五①中所述的贵金属酸溶液为H2PdCl4溶液或H2PtCl4溶液。其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一①中配置摩尔浓度为0.1mol/L～0.4mol/L的三价铁盐乙二醇溶液。其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二中所述的碳纳米管的质量与物质的量浓度为8mol～10mol的硝酸溶液的体积比为(0.4g～0.8g):50mL。其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤三①中所述的己烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为(1mL～2mL):20mg。其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤三①中所述的十八烷基三甲氧基硅烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为(2μL～4μL):20mg。其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤三①中所述的Fe3O4纳米粒子与表面功能化的碳纳米管的质量比为(3～8):4。其他步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤五①中所述的将磁性碳纳米管二维膜片与浓度为0.012mol/L的贵金属酸溶液的体积比为1mL:(400μL～500μL)。其他步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤五③中所述的浓度为0.06mol/L的抗坏血酸溶液与含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液的体积比为(700μL～1000μL):1mL。其他步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下试验验证本发明的有益效果：
试验一：一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、合成Fe3O4纳米粒子：①、配置摩尔浓度为0.2mol/L的三价铁盐乙二醇溶液；②、将30mL三价铁盐乙二醇溶液与4g的无水碳酸钠放入到密闭加热容器中，在200℃条件下进行溶剂热反应12h，得到产物；③、先采用蒸馏水对产物进行洗涤4次，再采用无水乙醇对产物进行洗涤4次，最后采用二次蒸馏水进行洗涤4次，再在温度为60℃下进行干燥24h，得到Fe3O4纳米粒子；
步骤一①中所述的三价铁盐乙二醇溶液中三价铁盐为氯化铁；
二、碳纳米管表面功能化：将碳纳米管加入到物质的量浓度为8mol的硝酸溶液中，在温度为60℃和功率为80W的条件下进行超声分散2h，再进行过滤，去除滤液，得到固体物质；使用蒸馏水对固体物质进行洗涤5次，再在60℃下进行干燥24h，得到表面功能化的碳纳米管；
步骤二中所述的碳纳米管的质量与物质的量浓度为8mol/L的硝酸溶液的体积比为0.2g:50mL；
三、制备Pickering乳液：①、将己烷、十八烷基三甲氧基硅烷、表面功能化的碳纳米管和Fe3O4纳米粒子混合，再在功率为80W下进行超声10min，得到油相溶液；②、使用物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH水溶液调节体积分数为1％的聚二烯基丙二甲基氯化铵水溶液的pH值为8，得到水相溶液；再将油相溶液与水相溶液混合，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min，再静置24h，得到W/O Pickering乳液；
步骤三①中所述的己烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为2mL:20mg；
步骤三①中所述的十八烷基三甲氧基硅烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为0.04μL:20mg；
步骤三①中所述的Fe3O4纳米粒子与表面功能化的碳纳米管的质量比为1:4；
步骤三②中所述的油相溶液与水相溶液的体积比为0.3:1；
四、制备磁性碳纳米管二维膜片：将W/O Pickering乳液在室温下静置24h，再加入体积分数为90％的乙醇溶液，再进行离心分离，去除上层液体，得到离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片；将离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片分散到己烷中，再加入去离子水，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min，得到磁性碳纳米管二维膜片；
步骤四中所述的W/O Pickering乳液与体积分数为90％的乙醇溶液的体积比为1:1；
步骤四中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与己烷的体积比为100mg:1mL；
步骤四中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与去离子水的体积比为100mg:1mL；
五、固定贵金属纳米粒子：①、将磁性碳纳米管二维膜片与浓度为0.012mol/L的贵金属酸溶液混合，再使用涡旋振荡器涡旋1min，在室温下静置24h，再加入体积分数为90％的乙醇溶液，再进行离心分离，去除上层液体，得到离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片；②、将离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片分散到己烷中，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min，得到含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液；③、将浓度为0.06mol/L的抗坏血酸溶液与含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液混合，再使用涡旋振荡器涡旋1min，再在室温下静置24h，然后再使用无水乙醇进行洗涤3次，得到可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片；
步骤五①中所述的贵金属酸溶液为H2PdCl4溶液；
步骤五①中所述的将磁性碳纳米管二维膜片与浓度为0.012mol/L的贵金属酸溶液的体积比为1mL:300μL；
步骤五①中所述的将磁性碳纳米管二维膜片与体积分数为90％的乙醇溶液的体积比为1:1；
步骤五②中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与己烷的体积比为100mg:1mL；
步骤五③中所述的浓度为0.06mol/L的抗坏血酸溶液与含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液的体积比为300μL:1mL。
将试验一得到的可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片分散到己烷中，可得到稳定Pickering乳液。
使用光学显微镜对试验一步骤三得到W/O Pickering乳液和试验一步骤四得到的磁性碳纳米管二维膜片进行测试，如图1和图2所示，图1为试验一步骤三得到的W/O Pickering乳液的光学显微镜图片；图2为试验一步骤四得到的磁性碳纳米管二维膜片的光学显微镜图片。从图1和图2可知试验一成功制备了磁性碳纳米管。
使用扫描电子显微镜对试验一步骤四得到的磁性碳纳米管二维膜片进行测试，如图3所示，图3为试验一步骤四得到的磁性碳纳米管二维膜片的扫描电子显微镜图。从图3可知磁性碳纳米管二维膜微观结构。
使用扫描电子显微镜和能谱分析可得试验一步骤五得到内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片稳定的Pickering乳液进行测试。
图4为试验一步骤五得到内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片稳定的Pickering乳液中内壁固载贵Pd纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片的扫描电镜图；图5为图4的能谱分析图；从图5可知，试验一步骤五得到内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片稳定的Pickering乳液中内壁固载贵Pd纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片含有Pd纳米粒子。
试验二：一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、合成Fe3O4纳米粒子：①、配置摩尔浓度为0.2mol/L的三价铁盐乙二醇溶液；②、将30mL三价铁盐乙二醇溶液与4g的无水碳酸钠放入到密闭加热容器中，在200℃条件下进行溶剂热反应10h，得到产物；③、先采用蒸馏水对产物进行洗涤4次，再采用无水乙醇对产物进行洗涤4次，最后采用二次蒸馏水进行洗涤4次，再在温度为60℃下进行干燥24h，得到Fe3O4纳米粒子；
步骤一①中所述的三价铁盐乙二醇溶液中三价铁盐为氯化铁；
二、碳纳米管表面功能化：将碳纳米管加入到物质的量浓度为8mol的硝酸溶液中，在温度为60℃和功率为80W的条件下进行超声分散2h，再进行过滤，去除滤液，得到固体物质；使用蒸馏水对固体物质进行洗涤5次，再在60℃下进行干燥24h，得到表面功能化的碳纳米管；
步骤二中所述的碳纳米管的质量与物质的量浓度为8mol的硝酸溶液的体积比为0.2g:50mL；
三、制备Pickering乳液：①、将己烷、十八烷基三甲氧基硅烷、表面功能化的碳纳米管和Fe3O4纳米粒子混合，再在功率为80W下进行超声10min，得到油相溶液；②、使用物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH水溶液调节体积分数为1％的聚二烯基丙二甲基氯化铵水溶液的pH值为8，得到水相溶液；再将油相溶液与水相溶液混合，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min，再静置24h，得到W/O Pickering乳液；
步骤三①中所述的己烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为2mL:20mg；
步骤三①中所述的十八烷基三甲氧基硅烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为4μL:20mg；
步骤三①中所述的Fe3O4纳米粒子与表面功能化的碳纳米管的质量比为1:4；
步骤三②中所述的油相溶液与水相溶液的体积比为0.3:1；
四、制备磁性碳纳米管二维膜片：将W/O Pickering乳液在室温下静置24h，再加入体积分数为90％的乙醇溶液，再进行离心分离，去除上层液体，得到离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片；将离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片分散到己烷中，再加入去离子水，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min，得到磁性碳纳米管二维膜片；
步骤四中所述的W/O Pickering乳液与体积分数为90％的乙醇溶液的体积比为1:1；
步骤四中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与己烷的体积比为100mg:1mL；
步骤四中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与去离子水的体积比为100mg:1mL；
五、固定贵金属纳米粒子：①、将磁性碳纳米管二维膜片与浓度为0.012mol/L的贵金属酸溶液混合，再使用涡旋振荡器涡旋1min，在室温下静置24h，再加入体积分数为90％的乙醇溶液，再进行离心分离，去除上层液体，得到离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片；②、将离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片分散到己烷中，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min，得到含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液；③、将浓度为0.06mol/L的抗坏血酸溶液与含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液混合，再使用涡旋振荡器涡旋1min，再在室温下静置24h，然后再使用无水乙醇进行洗涤3次，再分散到己烷中，得到可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片；
步骤五①中所述的贵金属酸溶液为H2PtCl4溶液；
步骤五①中所述的将磁性碳纳米管二维膜片与浓度为0.012mol/L的贵金属酸溶液的体积比为1mL:300μL；
步骤五①中所述的将磁性碳纳米管二维膜片与体积分数为90％的乙醇溶液的体积比为1:1；
步骤五②中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与己烷的体积比为100mg:1mL；
步骤五③中所述的浓度为0.06mol/L的抗坏血酸溶液与含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液的体积比为300μL:1mL。
将试验二得到的可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片分散到己烷中，可得到稳定Pickering乳液。
图6为试验二步骤五得到内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片稳定的Pickering乳液中内壁固载贵Pt纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片的扫描电镜图；图7为图6的能谱分析图；从图7可知，试验二步骤五得到内壁固载贵金属纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片稳定的Pickering乳液中内壁固载贵Pd纳米粒子的磁性碳纳米管二维膜片含有Pt纳米粒子。
Claims (10)
1.一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，其特征在于一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法具体是按以下步骤完成的：
一、合成Fe3O4纳米粒子：①、配置摩尔浓度为0.1mol/L～0.5mol/L的三价铁盐乙二醇溶液；②、将30mL三价铁离子乙二醇溶液与3g～8g的无水碳酸钠放入到密闭加热容器中，在200℃～300℃条件下进行溶剂热反应8h～72h，得到产物；③、先采用蒸馏水对产物进行洗涤3次～4次，再采用无水乙醇对产物进行洗涤3次～4次，最后采用二次蒸馏水进行洗涤3次～4次，再在温度为50℃～70℃下进行干燥12h～24h，得到Fe3O4纳米粒子；
二、碳纳米管表面功能化：将碳纳米管加入到物质的量浓度为8mol～10mol的硝酸溶液中，在温度为60℃～70℃和功率为80W～100W的条件下进行超声分散2h～4h，再进行过滤，去除滤液，得到固体物质；使用蒸馏水对固体物质进行洗涤4次～7次，再在50℃～70℃下进行干燥12h～24h，得到表面功能化的碳纳米管；
步骤二中所述的碳纳米管的质量与物质的量浓度为8mol～10mol的硝酸溶液的体积比为(0.2g～1g):50mL；
三、制备Pickering乳液：①、将己烷、十八烷基三甲氧基硅烷、表面功能化的碳纳米管和Fe3O4纳米粒子混合，再在功率为70W～100W下进行超声10min～20min，得到油相溶液；②、使用物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH水溶液调节体积分数为0.4％～1％的聚二烯基丙二甲基氯化铵水溶液的pH值为5～10，得到水相溶液；再将油相溶液与水相溶液混合，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，再静置24h～48h，得到W/O Pickering乳液；
步骤三①中所述的己烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为(1mL～3mL):20mg；
步骤三①中所述的十八烷基三甲氧基硅烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为(1μL～4μL):20mg；
步骤三①中所述的Fe3O4纳米粒子与表面功能化的碳纳米管的质量比为(1～8):4；
步骤三②中所述的水相溶液与油相溶液的体积比为(0.025～1):1；
四、制备磁性碳纳米管二维膜片：将W/O Pickering乳液在室温下静置24h～48h，再加入体积分数为10％～90％的乙醇溶液，再进行离心分离，去除上层液体，得到离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片；将离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片分散到己烷中，再加入去离子水，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，得到磁性碳纳米管二维膜片；
步骤四中所述的W/O Pickering乳液与体积分数为10％～90％的乙醇溶液的体积比为(1～10):1；
步骤四中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与己烷的体积比为(6.7mg～200mg):1mL；
步骤四中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与去离子水的体积比为(6.7mg～20mg):1mL；
五、固定贵金属纳米粒子：①、将磁性碳纳米管二维膜片与浓度为0.012mol/L的贵金属酸溶液混合，再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，在室温下静置12h～24h，再加入体积分数为10％～90％的乙醇溶液，再进行离心分离，去除上层液体，得到离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片；②、将离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片分散到己烷中，然后再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，得到含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液；③、将浓度为0.06mol/L的抗坏血酸溶液与含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液混合，再使用涡旋振荡器涡旋1min～3min，再在室温下静置12h～24h，然后再使用无水乙醇进行洗涤3次～5次，得到可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片；
步骤五①中所述的将磁性碳纳米管二维膜片与浓度为0.012mol/L的贵金属酸溶液的体积比为1mL:(300μL～1000μL)；
步骤五①中所述的将磁性碳纳米管二维膜片与体积分数为10％～90％的乙醇溶液的体积比为(1～10):1；
步骤五②中所述的离心分离后的磁性碳纳米管二维膜片的质量与己烷的体积比为(6.7mg～200mg):1mL；
步骤五③中所述的浓度为0.06mol/L的抗坏血酸溶液与含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液的体积比为(300μL～1000μL):1mL。
2.根据权利要求1所述的一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的三价铁盐乙二醇溶液中三价铁盐为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁或醋酸铁。
3.根据权利要求1所述的一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，其特征在于步骤五①中所述的贵金属酸溶液为H2PdCl4溶液或H2PtCl4溶液。
4.根据权利要求1所述的一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，其特征在于步骤一①中配置摩尔浓度为0.1mol/L～0.4mol/L的三价铁盐乙二醇溶液。
5.根据权利要求1所述的一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，其特征在于步骤二中所述的碳纳米管的质量与物质的量浓度为8mol～10mol的硝酸溶液的体积比为(0.4g～0.8g):50mL。
6.根据权利要求1所述的一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，其特征在于步骤三①中所述的己烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为(1mL～2mL):20mg。
7.根据权利要求1所述的一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，其特征在于步骤三①中所述的十八烷基三甲氧基硅烷的体积与表面功能化的碳纳米管的质量比为(2μL～4μL):20mg。
8.根据权利要求1所述的一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，其特征在于步骤三①中所述的Fe3O4纳米粒子与表面功能化的碳纳米管的质量比为(3～8):4。
9.根据权利要求1所述的一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，其特征在于步骤五①中所述的将磁性碳纳米管二维膜片与浓度为0.012mol/L的贵金属酸溶液的体积比为1mL:(400μL～500μL)。
10.根据权利要求1所述的一种可稳定Pickering乳液的内壁固载贵金属的磁性碳纳米管二维膜片的制备方法，其特征在于步骤五③中所述的浓度为0.06mol/L的抗坏血酸溶液与含有磁性碳纳米管二维膜片的己烷混合液的体积比为(700μL～1000μL):1mL。
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