CN105419787A - 一种纤维素基稀土发光材料制备后处理中的提纯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种纤维素基稀土发光材料制备后处理中的提纯方法，主要特点是将所合成的反应混合物采用绿色方法提纯，具体步骤为将合成的纤维素基稀土发光材料采用均质机均质、胶体磨均质或进行高速搅拌混合均匀；再将所得到溶液在-20－-50℃下保持3-24小时，得固态样品；然后将得到的固态样品干燥，得到固体混合物；最后把固体混合物用纯净水洗涤，得到固态纯净物。本发明的提纯方法避免使用有机溶剂，条件温和，且荧光强度和荧光寿命增加，具有很高的科学价值。

Description

一种纤维素基稀土发光材料制备后处理中的提纯方法
技术领域
本发明涉及纤维素的改性工艺技术领域，具体是涉及一种纤维素基稀土发光材料制备后处理中的提纯方法。
背景技术
纤维素是自然界中年再生量大、分布广、且可生物降解的天然高分子。具有无毒、生物相容性好等特点。以纤维素原料为代表的多糖成为备受青睐的绿色材料。纤维素衍生物与金属离子作用而得,不仅具有纤维素复合纳米材料的广泛用途,而且还具有部分金属的性质,对环境友好,可生物降解,化学性无毒,成本低,符合绿色化学的要求以及可持续发展的需要。
纤维素基稀土发光材料是将水溶性的纤维素衍生物配制成一定质量百分浓度（通常小于2.0%）的溶液，与稀土离子的氯化物的水溶液，在一定温度下，反应一定时间，提纯通常采用高速台式冷冻离心机对反应液离心，倾析，下层凝胶用水和醇（如甲醇、乙醇）交替洗涤多次，离心，直到离心溶液中检测不到氯离子，所得凝胶在７０℃烘箱中烘干；或旋转蒸干或真空干燥；改进是用一定规格的半透膜对反应液进行离子交换，直到离心溶液中检测不到氯离子进行干燥。
在上述方法中，提纯要使用水和醇，产生大量挥发物，带来严重的环境问题；操作步骤长，导致产物损失、荧光强度及荧光寿命下降。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纤维素基稀土发光材料制备后处理中的提纯方法。该方法能保证产品的纯度的前提下，减少有机挥发物，减少操作步骤，缩短制备时间，提高荧光强度。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种纤维素基稀土发光材料制备后处理中的提纯方法，包括如下步骤：
第一步：将水溶性纤维素改性物与稀土氯化物反应结束所制备的纤维素基稀土发光材料混合物采用均质机均质、胶体磨均质或进行高速搅拌混合均匀；
第二步：将第一步所得到溶液在-20－-50℃下保持3-24小时，得固态样品；
第三步：将第二步得到固态样品干燥，得到固体混合物；
第四步：将第三步固体混合物用纯净水洗涤，得到固态纯净物。
进一步地，第一步所述纤维素基稀土发光材料是纤维素改性物与发光的稀土Eu、Tb氯化物中的一种或二种的反应产物。
进一步地，所述纤维素改性物是羧甲基纤维素（CMC）、羧甲基羟丙基纤维素（HPMC）、羧甲基羟乙基纤维素（HECMC）、甲基纤维素（MC）、羟乙基纤维素（HEC）、羟丙基纤维素（HPC）等的一种或二种。
进一步地，第一步所述高速搅拌的速率为1000—3000rpm，每次搅拌时间10-30分钟，重复5-15次；所述均质机均质的压力为30-50Mpa；所述胶体磨均质的转速为1000—3000rpm。
进一步地，第三步所述干燥为冷冻干燥。
进一步地，第四步所述纯净水是符合GB-T6682的水。
本发明采用的超声处理技术，是利用超声具有的湍流效应、微扰效应、界面效应、聚能效应，使得纤维素分散进行更加完全。本发明采用的惰性气体技术，使得超声技术发挥更加充分。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明的提纯方法能得到荧光强度高、荧光寿命长的纤维素基稀土发光材料。
2、本发明的提纯方法使用试剂少，无污染，不含有挥发有机化合物（VOC）。
3、本发明的提纯方法操作简单、方便、符合绿色化学要求。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施做进一步地详细说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。
发明人对本发明进行了深入地创造性研究和试验，有许多成功的实施例，下面列举六个实施例。
实施例一
第一步：将质量百分浓度为2%的羧甲基纤维素（CMC）水溶液与氯化铕水溶液反应得到CMC/Eu纤维素基稀土发光材料溶液进行转数为1000rpm高速搅拌15次，每次10分钟，直到溶液均匀；
第二步：将第一步得到的溶液在-20℃下保持24小时，得固态样品；
第三步：将第二步得到的固态样品冷冻干燥，得到固体混合物；
第四步：将第三步得到固体混合物用纯净水洗涤，得到固态纯净物。
本发明最终产物的荧光强度是传统提纯方法（如背景技术提及的方法）得到的纤维素基稀土发光材料荧光强度的6.0倍，荧光寿命4.2倍。制备时间是传统方法的1/5。
实施例二
第一步：将参照实施例一方法所合成的纤维素基HEC/Tb稀土发光材料溶液在50MPa进行均质机均质；
第二步：将第一步得到的溶液在-50℃下保持3小时，得固态样品；
第三步：将第二步得到的固态样品冷冻干燥，得到固体混合物；
第四步：将第三步得到固体混合物用纯净水洗涤，得到固态纯净物。
本发明最终产物的荧光强度是传统提纯方法得到的纤维素基稀土发光材料荧光强度的4.6倍，寿命2.8倍。制备时间是传统方法的1/5。
实施例三
第一步：将参照实施例一方法所合成的纤维素基HPMC/Eu/Tb稀土发光材料溶液，进行1000rpm胶体磨进行均质；
第二步：将第一步得到的溶液在-20℃下保持12小时，得固态样品；
第三步：将第二步得到的固态样品冷冻干燥，得到固体混合物；
第四步：将第三步得到固体混合物用纯净水洗涤，得到固态纯净物。
本发明最终产物的荧光强度是传统提纯方法得到的纤维素基稀土发光材料荧光强度的6倍，寿命4倍。制备时间是传统方法的1/8。
实施例四
第一步：将参照实施例一方法所合成的纤维素基MC/Eu/Tb稀土发光材料溶液，在30MPa进行均质机均质；
第二步：将第一步得到的溶液在-50℃下保持12小时，得固态样品；
第三步：将第二步得到的固态样品冷冻干燥，得到固体混合物；
第四步：将第三步得到固体混合物用纯净水洗涤，得到固态纯净物。
本发明最终产物的荧光强度是传统提纯方法得到的纤维素基稀土发光材料荧光强度的4.0倍，寿命2.0倍。制备时间是传统方法的1/3。
实施例五
第一步：将参照实施例一方法所合成的纤维素基HECMC/Eu/Tb稀土发光材料溶液进行转数为3000rpm高速搅拌5次，30分钟；
第二步：将第一步得到的溶液在-20℃下保持12小时，得固态样品；
第三步：将第二步得到的固态样品冷冻干燥，得到固体混合物；
第四步：将第三步得到固体混合物用纯净水洗涤，得到固态纯净物。
本发明最终产物的荧光强度是传统提纯方法得到的纤维素基稀土发光材料荧光强度的5.4倍，寿命3.7倍。制备时间是传统方法的1/2。
实施例六
第一步：将参照实施例一方法所合成的纤维素基HPC/Eu/Tb稀土发光材料溶液进行3000rpm胶体磨进行均质；
第二步：将第一步得到的溶液在-28℃下保持12小时，得固态样品；
第三步：将第二步得到的固态样品冷冻干燥，得到固体混合物；
第四步：将第三步得到固体混合物用纯净水洗涤，得到固态纯净物。
本发明最终产物的荧光强度是传统提纯方法得到的纤维素基稀土发光材料荧光强度的4.0倍，寿命2.2倍。制备时间是传统方法的1/3。

Claims (6)

1.一种纤维素基稀土发光材料制备后处理中的提纯方法，其特征是包括如下步骤：
第一步：将水溶性纤维素改性物与稀土氯化物反应结束所制备的纤维素基稀土发光材料混合物采用均质机均质、胶体磨均质或进行高速搅拌混合均匀；
第二步：将第一步所得到溶液在-20－-50℃下保持3-24小时，得固态样品；
第三步：将第二步得到的固态样品干燥，得到固体混合物；
第四步：将第三步固体混合物用纯净水洗涤，得到固态纯净物。
2.根据权利要求1所述的一种纤维素基稀土发光材料制备后处理中的提纯方法，其特征是第一步所述纤维素基稀土发光材料是纤维素改性物与发光的稀土Eu、Tb氯化物中的一种或二种的反应产物。
3.根据权利要求2所述的一种纤维素基稀土发光材料制备后处理中的提纯方法，其特征是所述纤维素改性物是羧甲基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素中的一种或二种。
4.根据权利要求1所述的一种纤维素基稀土发光材料制备后处理中的提纯方法，其特征是第一步所述高速搅拌的速率为1000—3000rpm，每次搅拌时间10-30分钟，重复5-15次；所述均质机均质的压力为30-50Mpa；所述胶体磨均质的转速为1000—3000rpm。
5.根据权利要求1所述的一种纤维素基稀土发光材料制备后处理中的提纯方法，其特征是第三步所述干燥为冷冻干燥。
6.根据权利要求1所述的一种纤维素基稀土发光材料制备后处理中的提纯方法，其特征是第四步所述纯净水是符合GB-T6682的水。
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