CN112321838A - 一种纳米聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂的制备方法，用途以及光催化双氧水检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于聚乙烯亚胺(PEI)接枝酚醛树脂纳米材料(RFs)的催化剂的制备方法，以及光催化反应产生的双氧水的检测方法，该催化剂在可见光光催化反应产生双氧水体系中可以得到很好的应用，并且检测方法灵敏度高、准确性好。本发明所述方法可以通过调整Zeta电位的正负性来控制不同分子量的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂，所得聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料具有提高电子空穴分离效率以及同步调谐氧气还原的特点，表现出优异的光催化活性。采用草酸钛钾紫外分光光度法测定光催化反应生成的过氧化氢时，溶液中钛离子与过氧化氢的反应为络合反应，不与其他杂质离子反应，可实现光催化反应产生的双氧水的精确检测，有效地提高检测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的制备方法，用途及其在光催化反应产生双氧水应用中的检测方法，属于纳米材料技术领域。
背景技术
双氧水作为一种高效的、环境友好型的氧化剂，在过去的200年里得到了广泛的关注，被列为世界上最重要的100种化学品之一。它被广泛的应用于有机合成，废水处理，杀菌消毒以及造纸工业。传统的蒽醌法生产的双氧水，占据了双氧水总产量的95％以上。但是蒽醌法存在需要贵金属催化剂，并且需要氢气活化再生蒽醌的缺点。因此，既不需要贵金属做催化剂，又具有温和的反应条件，且反应可持续的光催化产双氧水的方法为大家广泛关注。
在光催化产双氧水体系中，光生电子通过单电子、双电子、四电子路径还原氧气产生双氧水，光生空穴氧化水产生氧气。然而，目前所报道的大多数光催化剂都存在光生电子-空穴分离不够充分、可供氧气还原以产生双氧水的电子太少的缺点。聚乙烯亚胺是一种含有大量氨基官能团的阳离子聚电解质，能够通过接枝到酚醛树脂表面实现自身电子供给酚醛树脂纳米材料，从而有效提高电子空穴的分离效率，同步调谐氧气还原，从而提高材料的光催化性能。因此，将聚乙烯亚胺接枝到酚醛树脂纳米材料具有重要的研究意义。
发明内容
本发明提供了一种基于聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的催化剂的制备方法，该催化剂在可见光光催化产生双氧水体系中可以得到很好的应用。本发明利用两种有机物Zeta电位的正负性差异，将电正性的聚乙烯亚胺接枝到经过氢氧化钠溶液调节pH至Zeta电位为电负性的酚醛树脂纳米材料表面。在含有均匀分散的酚醛树脂溶液中，加入1M的氢氧化钠溶液作为pH调节剂，调节酚醛树脂溶液的pH至Zeta电位为电负性，缓慢加入Zeta电位为电正性的聚乙烯亚胺溶液，在低转速下缓慢搅拌12h。所得溶液再通过抽滤洗涤的操作，利用去离子水多次洗涤至滤液pH为中性，所得滤饼在真空烘箱中干燥即可得到聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂的纳米材料。本发明所述方法可以通过调整Zeta电位正负性来控制聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料，所得聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料具有提高电子空穴分离效率以及同步调谐氧气还原的特点，表现出优异的光催化活性。通过将其应用于光催化产双氧水体系，发现其可以高效催化产生双氧水。采用草酸钛钾紫外-分光光度法测定光催化反应生成的双氧水时，溶液中钛离子与过氧化氢的反应为络合反应，不与其他杂质离子反应，可实现光催化反应产生的双氧水的快速检测，有效地提高检测效率。
具体的方案如下：
一种聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤如下：
S1：酚醛树脂纳米材料的制备：
S11：在容器中加入去离子水和无水乙醇，水浴下搅拌，使其混合均匀；
S12：向S11得到的混合溶液中加入间苯二酚，水浴下搅拌和超声，使其均匀分散；再加入甲醛溶液，水浴下搅拌，使其均匀分散；
S13：向S12得到的混合溶液中加入氨水，水浴下继续搅拌；
S14：对S13得到的搅拌后的溶液进行离心处理，得到的沉淀物分别用乙醇和水清洗至上清液为中性，所得固体由真空烘箱干燥得到酚醛树脂纳米材料；
S2：聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料：
S21：将S1制备的酚醛树脂纳米材料加入到去离子水中，室温下搅拌和超声，使纳米材料分散均匀；
S22：室温条件下，将氢氧化钠溶液加入到S21得到的分散液体中，搅拌，调节溶液的pH至Zeta电位为电负性；
S23：将Zeta电位为电正性的聚乙烯亚胺溶液溶于去离子水中进行稀释处理，之后再逐滴加入S22的分散溶液中，缓慢搅拌；
S24：将S23反应后的溶液进行抽滤处理，多次洗涤至滤液为中性，得到固体滤饼；
S25：将S24所得固体滤饼由真空烘箱干燥得到聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料。
进一步的，所述S1中酚醛树脂纳米材料制备的方法步骤如下：
S11：在容器中加入无水乙醇和去离子水，无水乙醇和去离子水的体积比为2:5，30℃水浴下搅拌4-6min；
S12：向S11的混合溶液中加入间苯二酚，30℃水浴下搅拌和超声20-40min，之后再加入甲醛溶液，间苯二酚与甲醛的摩尔比为5:7，继续搅拌12h；
S13：向S12的混合溶液中加入氨水，30℃水浴下继续搅拌12h；
S14：对S13搅拌后的溶液进行离心处理，离心转速10000-12000rpm，时间5-8min，得到的沉淀物分别用乙醇和水清洗3-5次至上清液为中性，得到酚醛树脂纳米材料。
进一步的，所述S2中聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的方法步骤如下：
S21：将S1制备的0.1g酚醛树脂纳米材料加入去离子水中，室温下超声20-40min，使纳米颗粒分散均匀，去离子水的体积为200ml；
S22：室温条件下，将1M氢氧化钠溶液加入S21的分散液体中，搅拌，调节溶液为碱性至pH＝10；
S23：室温条件下，将0.4g聚乙烯亚胺溶液加入10ml的去离子水中进行分散，搅拌和超声30min；之后再逐滴加入S22的分散溶液中，缓慢搅拌，转速为500rpm，搅拌时间为12h；
S24：将S23反应后的溶液进行抽滤处理，多次洗涤至滤液为中性，得到红棕色固体滤饼，滤膜孔径为0.22微米；
S25：将S24所得固体滤饼由真空烘箱干燥得到聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料，干燥温度为60℃，干燥时间为12h。
进一步的，S1：酚醛树脂纳米材料的制备：
S11：在烧瓶中加入20ml去离子水和8ml无水乙醇，再加入0.15g间苯二酚，搅拌和超声，使其均匀分散；
S12：向S11得到的混合溶液中加入0.21ml甲醛溶液，搅拌和超声，使其混合均匀；再加入甲醛溶液，水浴下搅拌，使其均匀分散；
S13：向S12得到的混合溶液中加入0.1ml氨水，30℃水浴下继续搅拌12h；
S14：对S13得到的搅拌后的溶液进行离心处理，得到的沉淀物分别用乙醇和水清洗至上清液为中性，所得固体由真空烘箱干燥得到酚醛树脂纳米材料；
S2：聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料：
S21：将S1制备的0.1g酚醛树脂纳米材料加入到200ml去离子水中，室温下超声，使纳米材料分散均匀；
S22：室温条件下，将1M氢氧化钠溶液加入到S21得到的分散液体中，搅拌，调整溶液至pH＝10；
S23：将0.4g分子量为7W的聚乙烯亚胺溶液溶于10ml水中进行稀释处理，之后再逐滴加入S22的分散溶液中，缓慢搅拌12h；
S24：将S23反应后的溶液进行抽滤处理，多次洗涤至滤液为中性，得到固体滤饼；
S25：将S24所得固体滤饼由真空烘箱干燥得到聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料。
进一步的，包括：将所述的方法制备得到的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料超声分散于去离子水内，向该体系内以氧气流鼓泡以确保溶液体系内的溶解氧达到平衡，随后，混合溶液在黑暗条件下继续搅拌以确保催化剂表面达到氧气吸脱附平衡；之后将混合溶液置于模拟可见光源的照射下反应，反应过程中氧气持续鼓泡。
进一步的，包括：将50mg所述的方法制备得到的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料超声分散于50mL去离子水内，向该体系内以氧气流鼓泡20min以确保体系内的溶解氧达到平衡，随后，混合溶液在黑暗条件下继续搅拌30min以确保催化剂表面达到吸脱附平衡，之后将混合溶液置于300W氙灯下照射反应，其中氙灯加装420nm滤光片，反应过程中氧气持续鼓泡。
进一步的，方法步骤如下：
S3：取样以及样品前处理：
S31：所述的应用方法开始光催化反应后，分别在固定时间段取样，置于离心管中；
S32：S31所得样品经离心处理，并将上清液过聚四氟乙烯滤膜；
S4：样品显色反应及紫外分光光度法检测：
S41：取过膜后滤液加入离心管中，再加入稀释后的浓硫酸溶液，震荡摇匀；
S42：向S41的混合溶液中加入草酸钛钾溶液，震荡摇匀；
S43：将S42所得混合溶液置于暗室中显色反应；
S44：利用紫外-可见分光光度计检测橙黄色溶液的吸光度，通过工作曲线将溶液吸光度换算得到相应的双氧水浓度。
进一步的，所述S3中取样以及样品前处理的方法步骤如下：
S31：所述的应用方法开始光催化反应后，分别在固定时间段取样，置于离心管中，取样时间分别为0min、20min、40min、60min、80min、100min、120min，取样体积为1ml，置于7ml离心管中；
S32：将S31所得样品经离心处理，并将上清液过聚四氟乙烯滤膜，离心转速10000-12000rpm，时间8-10min，滤膜孔径为0.22微米。
进一步的，所述S4中样品显色反应及紫外分光光度法检测的方法步骤如下：
S41：取过膜后滤液加入离心管中，再加入稀释后的浓硫酸溶液，震荡摇匀，所取过膜后滤液体积为0.5ml，加入的硫酸的浓度为0.84M，体积为2ml；
S42：向S41的混合溶液中加入草酸钛钾溶液，震荡摇匀，加入的草酸钛钾溶液的浓度为0.028M，体积为1ml；
S43：将S42所得混合溶液置于暗室中显色反应，显色反应时长为10min；
S44：利用紫外-可见分光光度计检测橙黄色溶液的吸光度，通过工作曲线将溶液吸光度换算得到相应的双氧水浓度，紫外吸收波长为400nm，工作曲线为Y＝9075.7X-25.573，R2＝0.99999，其中，X代表吸光度，Y代表浓度，单位为μmol/L。
本发明所述方法可以通过调整酚醛树脂纳米材料Zeta电位正负性来控制聚乙烯亚胺接枝到酚醛树脂纳米材料表面，采用草酸钛钾紫外分光光度法测定光催化反应生成的过氧化氢时，溶液中钛离子与过氧化氢的反应为络合反应，不与其他杂质离子反应，可实现光催化反应产生的双氧水的快速检测，有效地提高检测效率。
本发明涉及的酚醛树脂纳米材料的制备方法如下：在圆底烧瓶中加入去离子水和无水乙醇，再加入间苯二酚，搅拌和超声，使其均匀分散。之后加入甲醛溶液，搅拌和超声，使其混合均匀；最后加入氨水，30℃水浴下继续搅拌12h。搅拌后的溶液进行离心处理，分别用乙醇和水清洗至上清液为中性，所得固体由真空烘箱干燥得到酚醛树脂纳米材料。
本发明涉及的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳表面的制备方法如下：将制备的酚醛树脂纳米材料加入到去离子水中，室温下超声，使纳米材料分散均匀，再将1M的氢氧化钠溶液加入到分散液体中，搅拌，调节溶液的pH；最后将聚乙烯亚胺溶液溶于水中进行稀释处理，之后再逐滴加入，缓慢搅拌12h。将反应后的溶液进行抽滤处理，得到红棕色固体滤饼，将所得固体滤饼由真空烘箱干燥得到聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料。
本发明涉及的光催化反应产生的双氧水的检测方法如下：光催化反应开始后，分别在固定时间段取样，置于离心管中。反应结束后，所得样品经离心处理，并将上清液过聚四氟乙烯滤膜。取过膜后滤液加入离心管中，再加入稀释后的浓硫酸溶液，震荡摇匀，再加入草酸钛钾溶液，震荡摇匀。所得混合溶液置于暗室中显色反应，利用紫外-可见分光光度计检测橙黄色溶液的吸光度，通过工作曲线将溶液吸光度换算得到相应的双氧水浓度。
本发明具有如下有益效果：
1)本发明利用Zeta电位的正负性差异，控制将电正性的聚乙烯亚胺接枝到经过氢氧化钠溶液调节pH至Zeta电位为电负性的酚醛树脂纳米材料表面，具有普适性，可广泛应用于其他不同电性的材料相复合。
2)本发明采用的聚乙烯亚胺作为供电子基团，可实现同步促进光生电子-空穴分离以及调谐氧气还原，具有良好的光催化活性，可高效光催化反应生成双氧水。
3)本发明通过将不同分子量的聚乙烯亚胺接枝倒酚醛树脂表面，验证了聚乙烯亚胺分子量大小对于基团供电子能力的差异性，并得出分子量为7W的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料之后光催化活性最好。
4)本发明采用的草酸钛钾紫外分光光度法测定双氧水具有简便、准确、选择性好的特点，不与其他杂质离子反应，能有效克服双氧水与杂质离子发生氧化还原反应的缺陷。
附图说明
图1不同分子量的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的透射电镜(TEM)照片：
a.RFs；b.RFs-PEI 1k；c.RFs-PEI 7W；d.RFs-PEI 75W
图2不同分子量的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的傅里叶-红外(FTIR)谱图：
图3不同分子量的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的Zeta电位谱图：
图4不同分子量的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料在可见光光催化产双氧水的活性效果图：
图5光催化反应产生的双氧水浓度检测的工作曲线。
具体实施方式
本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。其中，对实施例1是分子量为7W的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的制备；实施例2是光催化反应生成的双氧水的检测方法。
实施例1
制备酚醛树脂纳米材料：
在圆底烧瓶中加入20ml去离子水和8ml无水乙醇，再加入0.15g间苯二酚，搅拌和超声，使其均匀分散。之后加入0.21ml甲醛溶液，搅拌和超声，使其混合均匀；最后加入0.1ml氨水，30℃水浴下继续搅拌12h。搅拌后的溶液进行离心处理，分别用乙醇和水清洗至上清液为中性，所得固体由真空烘箱干燥得到酚醛树脂纳米材料。
制备分子量为7W的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料：
将0.1g制备的酚醛树脂纳米材料加入到200ml去离子水中，室温下超声，使纳米材料分散均匀，再将1M氢氧化钠溶液加入到分散液体中，搅拌，调整溶液至pH＝10；最后将0.4g分子量为7W的聚乙烯亚胺溶液溶于10ml水中进行稀释处理，之后再逐滴加入，缓慢搅拌12h。将反应后的溶液进行抽滤处理，得到红棕色固体滤饼，将所得固体滤饼由真空烘箱干燥得到聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料。
实施例2
检测分子量为7W的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料光催化反应产生的双氧水：
光催化反应开始后，分别在0min、20min、40min、60min、80min、100min、120min取样1ml，置于7ml离心管中。反应结束后，所得样品经离心处理，转速为10000rpm，时间为10min，并将上清液过聚四氟乙烯滤膜。取过膜后滤液0.5ml加入7ml离心管中，再加入浓度为0.84M的浓硫酸溶液2ml，震荡摇匀，再加入浓度为0.028M的草酸钛钾溶液1ml，震荡摇匀。所得混合溶液置于暗室中显色反应10min，利用紫外-可见分光光度计检测橙黄色溶液的在400nm处吸光度，通过工作曲线将溶液吸光度换算得到相应的双氧水浓度。
实验与数据
本发明提供的光催化反应产生的双氧水的浓度检测方法如下：
将50mg催化剂超声分散于超声分散于50mL去离子水内，向该体系内以氧气流鼓泡20min以确保体系内的溶解氧达到平衡。随后，混合溶液在黑暗条件下继续搅拌30min以确保催化剂表面达到吸脱附平衡。之后将混合溶液置于300W氙灯下照射120min，其中氙灯加装420nm滤光片，以保证可见光光源，反应过程中氧气持续鼓泡。光照结束后取样离心分离，并将上清液过0.22微米聚四氟乙烯滤膜。双氧水浓度利用草酸钛钾紫外分光光度法测定，取0.5mL过滤液，依次加入2ml的0.84M的浓硫酸溶液，1mL的0.028M的草酸钛钾溶液，暗处显色10min，利用紫外-可见分光度计检测400nm处的吸光度，通过工作曲线将溶液吸光度换算得到相应的双氧水浓度。
图1为不同分子量的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的透射电镜(TEM)照片。从图中可以看出，聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料保持原始酚醛树脂的纳米球的形貌。
图2不同分子量的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的傅里叶-红外(FTIR)谱图。通过比较聚乙烯亚胺、酚醛树脂纳米材料和聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的FTIR光谱，未检测到其他共价键，这表明聚乙烯亚胺与酚醛树脂纳米材料之间通过非共价键结合。
图3不同分子量的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的Zeta电位谱图。酚醛树脂纳米材料均匀分散到水溶液中，其等电点约为pH＝6.7。通过加入1M的氢氧化钠溶液调节溶液至pH＝10，此时酚醛树脂Zeta电位为电负性，加入电正性的聚乙烯亚胺溶液之后可通过电位的正负性差异，吸附到电负性的酚醛树脂表面。聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料在相同pH下，与酚醛树脂纳米材料相比Zeta电位更正，表明聚乙烯亚胺已成功接枝到酚醛树脂纳米材料上。
图4不同分子量的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料在可见光下光催化产双氧水的活性效果图。从图中可以看出，接枝聚乙烯亚胺之后，光催化产双氧水的活性明显提高，其中分子量为7W的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂的光催化产双氧水活性最好，为单纯酚醛树产双氧水活性的5.8倍。
图5光催化反应产生的双氧水浓度检测的工作曲线。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤如下：
S1：酚醛树脂纳米材料的制备：
S11：在容器中加入去离子水和无水乙醇，水浴下搅拌，使其混合均匀；
S12：向S11得到的混合溶液中加入间苯二酚，水浴下搅拌和超声，使其均匀分散；再加入甲醛溶液，水浴下搅拌，使其均匀分散；
S13：向S12得到的混合溶液中加入氨水，水浴下继续搅拌；
S14：对S13得到的搅拌后的溶液进行离心处理，得到的沉淀物分别用乙醇和水清洗至上清液为中性，所得固体由真空烘箱干燥得到酚醛树脂纳米材料；
S2：聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料：
S21：将S1制备的酚醛树脂纳米材料加入到去离子水中，室温下搅拌和超声，使纳米材料分散均匀；
S22：室温条件下，将氢氧化钠溶液加入到S21得到的分散液体中，搅拌，调节溶液的pH至Zeta电位为电负性；
S23：将Zeta电位为电正性的聚乙烯亚胺溶液溶于去离子水中进行稀释处理，之后再逐滴加入S22的分散溶液中，缓慢搅拌；
S24：将S23反应后的溶液进行抽滤处理，多次洗涤至滤液为中性，得到固体滤饼；
S25：将S24所得固体滤饼由真空烘箱干燥得到聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的制备方法，其特征在于，所述S1中酚醛树脂纳米材料制备的方法步骤如下：
S11：在容器中加入无水乙醇和去离子水，无水乙醇和去离子水的体积比为2:5，30℃水浴下搅拌4-6min；
S12：向S11的混合溶液中加入间苯二酚，30℃水浴下搅拌和超声20-40min，之后再加入甲醛溶液，间苯二酚与甲醛的摩尔比为5:7，继续搅拌12h；
S13：向S12的混合溶液中加入氨水，30℃水浴下继续搅拌12h；
S14：对S13搅拌后的溶液进行离心处理，离心转速10000-12000rpm，时间5-8min，得到的沉淀物分别用乙醇和水清洗3-5次至上清液为中性，得到酚醛树脂纳米材料。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的制备方法，其特征在于，所述S2中聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的方法步骤如下：
S21：将S1制备的0.1g酚醛树脂纳米材料加入去离子水中，室温下超声20-40min，使纳米颗粒分散均匀，去离子水的体积为200ml；
S22：室温条件下，将1M氢氧化钠溶液加入S21的分散液体中，搅拌，调节溶液为碱性至pH＝10；
S23：室温条件下，将0.4g聚乙烯亚胺溶液加入10ml的去离子水中进行分散，搅拌和超声30min；之后再逐滴加入S22的分散溶液中，缓慢搅拌，转速为500rpm，搅拌时间为12h；
S24：将S23反应后的溶液进行抽滤处理，多次洗涤至滤液为中性，得到红棕色固体滤饼，滤膜孔径为0.22微米；
S25：将S24所得固体滤饼由真空烘箱干燥得到聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料，干燥温度为60℃，干燥时间为12h。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料的制备方法，其特征在于：
S1：酚醛树脂纳米材料的制备：
S11：在烧瓶中加入20ml去离子水和8ml无水乙醇，再加入0.15g间苯二酚，搅拌和超声，使其均匀分散；
S12：向S11得到的混合溶液中加入0.21ml甲醛溶液，搅拌和超声，使其混合均匀；再加入甲醛溶液，水浴下搅拌，使其均匀分散；
S13：向S12得到的混合溶液中加入0.1ml氨水，30℃水浴下继续搅拌12h；
S14：对S13得到的搅拌后的溶液进行离心处理，得到的沉淀物分别用乙醇和水清洗至上清液为中性，所得固体由真空烘箱干燥得到酚醛树脂纳米材料；
S2：聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料：
S21：将S1制备的0.1g酚醛树脂纳米材料加入到200ml去离子水中，室温下超声，使纳米材料分散均匀；
S22：室温条件下，将1M氢氧化钠溶液加入到S21得到的分散液体中，搅拌，调整溶液至pH＝10；
S23：将0.4g分子量为7W的聚乙烯亚胺溶液溶于10ml水中进行稀释处理，之后再逐滴加入S22的分散溶液中，缓慢搅拌12h；
S24：将S23反应后的溶液进行抽滤处理，多次洗涤至滤液为中性，得到固体滤饼；
S25：将S24所得固体滤饼由真空烘箱干燥得到聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料。
5.一种聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料在光催化产双氧水中的应用方法，包括：将权利要求1-4任一项所述的方法制备得到的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料超声分散于去离子水内，向该体系内以氧气流鼓泡以确保溶液体系内的溶解氧达到平衡，随后，混合溶液在黑暗条件下继续搅拌以确保催化剂表面达到氧气吸脱附平衡；之后将混合溶液置于模拟可见光源的照射下反应，反应过程中氧气持续鼓泡。
6.如权利要求5所述的应用方法，包括：将50mg权利要求1-4任一项所述的方法制备得到的聚乙烯亚胺接枝酚醛树脂纳米材料超声分散于50mL去离子水内，向该体系内以氧气流鼓泡20min以确保体系内的溶解氧达到平衡，随后，混合溶液在黑暗条件下继续搅拌30min以确保催化剂表面达到吸脱附平衡，之后将混合溶液置于300W氙灯下照射反应，其中氙灯加装420nm滤光片，反应过程中氧气持续鼓泡。
7.一种光催化反应产生的双氧水的检测方法，其特征在于，方法步骤如下：
S3：取样以及样品前处理：
S31：如权利要求5-6任一项的所述的应用方法开始光催化反应后，分别在固定时间段取样，置于离心管中；
S32：将S31所得样品经离心处理，并将上清液过聚四氟乙烯滤膜；
S4：样品显色反应及紫外分光光度法检测：
S41：取过膜后滤液加入离心管中，再加入稀释后的浓硫酸溶液，震荡摇匀；
S42：向S41的混合溶液中加入草酸钛钾溶液，震荡摇匀；
S43：将S42所得混合溶液置于暗室中显色反应；
S44：利用紫外-可见分光光度计检测橙黄色溶液的吸光度，通过工作曲线将溶液吸光度换算得到相应的双氧水浓度。
8.根据权利要求7所述的种光催化反应产生的双氧水的检测方法，其特征在于，所述S3中取样以及样品前处理的方法步骤如下：
S31：如权利要求5-6任一项的所述的应用方法开始光催化反应后，分别在固定时间段取样，置于离心管中，取样时间分别为0min、20min、40min、60min、80min、100min、120min，取样体积为1ml，置于7ml离心管中；
S32：将S31所得样品经离心处理，并将上清液过聚四氟乙烯滤膜，离心转速10000-12000rpm，时间8-10min，滤膜孔径为0.22微米。
9.根据权利要求7所述的光催化反应产生的双氧水的检测方法，其特征在于，所述S4中样品显色反应及紫外分光光度法检测的方法步骤如下：
S41：取过膜后滤液加入离心管中，再加入稀释后的浓硫酸溶液，震荡摇匀，所取过膜后滤液体积为0.5ml，加入的硫酸的浓度为0.84M，体积为2ml；
S42：向S41的混合溶液中加入草酸钛钾溶液，震荡摇匀，加入的草酸钛钾溶液的浓度为0.028M，体积为1ml；
S43：将S42所得混合溶液置于暗室中显色反应，显色反应时长为10min；
S44：利用紫外-可见分光光度计检测橙黄色溶液的吸光度，通过工作曲线将溶液吸光度换算得到相应的双氧水浓度，紫外吸收波长为400nm，工作曲线为Y＝9075.7X-25.573，R2＝0.99999，其中，X代表吸光度，Y代表浓度，单位为μmol/L。
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| CN112321838B (zh) | 2022-04-08 |
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