掺氮碳量子点的制备及其在涤纶织物上的应用研究
发布时间：2021-10-31 19:57
涤纶织物因具有高模量、高强度及价格低廉等特点,在纺织领域得到广泛应用。但是在低湿环境中,涤纶织物极易产生静电,吸附空气中有害细菌,有可能对人体健康造成威胁,同时影响人们的穿着体验,使服用舒适性能下降。因此,如何改善涤纶织物抗静电和抗菌性能,开发具有复合功能的涤纶织物一直是产业领域研究的热点。新材料碳量子点具有较强亲水性,进一步改性可开发出兼具有抗静电、抗菌等特性的新型复合功能材料,将其应用于涤纶织物功能整理领域,有望为涤纶织物抗静电、抗菌一体化功能整理探索出可行的路径。本文主要研究内容及结论如下:（1）掺氮碳量子点的制备。以柠檬酸、葡萄糖、L-抗坏血酸为碳源,乙二胺为氮源,通过水热、微波两种方法制备掺氮碳量子点。TEM、XRD、FT-IR等测试结果表明成功合成出小尺寸掺氮碳量子点,且氨基成功接入表面;UV-vis和PL光谱的测试发现,以柠檬酸为碳源,通过水热法制备出的掺氮碳量子点具有较强的紫外吸收和荧光强度,且荧光量子产率最高。通过正交试验对掺氮碳量子点合成工艺进行优化,结果表明当温度为200℃,反应时间为240min,pH=9时所合成的掺氮碳量子点具有最佳的抗静电效果。（2）掺氮碳量...
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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性能有望使涤纶织物的抗静电功能得到改善。??１．３碳量子点的研究概况??１．３．１碳量子点的概述??碳量子点（ＣＱＤｓ）也称碳点、碳纳米点，是一种可发出荧光的新型零维碳纳米??材料。几何形状近似球形，三维尺寸均在１？１０?ｎｍ间，呈单分散性的纳米团簇［３３］，??由极少分子或原子构成，主要含有Ｃ、Ｈ、０、Ｎ元素，碳量子点骨架由无定型、ｓｐ２、??ｓｐ３不同杂化碳组成。由于制备原料不同，其表面大多含有羰基、羧基、羟基等亲水??性基团，且经过修饰后表面基团和元素含量相应增加，其结构如下图１－２所示。在近??十多年的研究中发现，碳量子点的合成方法简单、低耗、高效，碳源廉价且来源广；??其具有较好的化学稳定性、低毒性、良好的水溶性和生物相容性、易于表面功能化修??饰、荧光寿命长、耐光漂白性强等特点。??（ａ）?（ｂ）??Ｈ。人。?〇Ｈ?＾Ａ〇ｈ??图１－２?（ａ）碳量子点的概念图［３４Ｕｂ）碳量子点结构图［３Ｓ１??Ｆｉｇ．１－２?（ａ）?ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ?ｇｒａｐｈｓ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｑｕａｎｔｕｍ?ｄｏｔｓ?（ｂ）?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｑｕａｎｔｕｍ??ｄｏｔｓ??５??
掺氮碳量子点的制备及其在涤纶织物上的应用研究?第一章绪论??径在１．５？４．５?ｎｍ，发出绿色荧光，荧光量子产率为２６?％。合成流程如图１－４所示。此??夕卜，Ｔｈａｋｕｒ［５３］、Ｗａｎｇ?［５４］等也相继报道分别以阿拉伯树胶、马铃薯为碳源，采用水热??法制备出粒径为２？３?ｎｍ荧光强度高的碳量子点。水热法制备碳量子点较其他方法更??加简单，所用碳源广泛，可通过一步来实现碳量子点的制备以及表面的钝化或功能化??修饰。??ｍ?．．．．．．?ｎ??ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ?？?＊＊－＊＃＊?？？？＊？??：＾；丨賴上?ｎ??＿?＞?＿＿＿＿令?＾?－??＊?＾??ＣＰ??图１－４水热法合成碳量子点示意图ｄ??Ｆｉｇ．１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｑｕａｎｔｕｍ?ｄｏｔｓ??（２）微波法??微波法是指采用微波反应器在一定功率、温度下快速微波加热糖类小分子碳前驱??体，碳前驱体发生裂解、脱水、碳化，产生Ｃ＝Ｃ键构成碳量子点骨架，是制备碳量??子点的一种高效合成方法。２００９年，Ｚｈｕ课题组［５５］曾报道过，他们取２?ｇ葡萄糖碳源??与ｌＯｍＬＰＥＧＭｏ混合，之后分散在去离子水中，采用家用微波炉进行微波处理不同时??间，最终可制备出尺寸不均的碳量子点。２０１６年，Ｄｉｎｇ课题组［５６］也通过该方法取５?ｇ??柠檬酸和１?ｇ磷酸氢二钾分散到１０?ｍＬ去离子水中，同样采用家庭微波炉在７５０?Ｗ功??率下微波处理２．５?ｍｉｎ，将产物经过多次醇洗后得到平均粒径５?ｎｍ的碳量子点。微??波辅助法合成碳量子点具有快速高效特点，原料便宜、
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机导电纤维织物的开发与抗静电性能的研究[J]. 赵伟. 合成材料老化与应用. 2019(01)
[2]涤纶织物防静电功能整理的研究进展[J]. 钱飞,刘艳. 化纤与纺织技术. 2017(04)
[3]可乐碳量子点的提取及其抑菌性研究[J]. 陈巧玲,陈碧桑,李飞明,游雨婷,吴秀婷. 现代食品科技. 2018(01)
[4]涤纶织物纳米银粒子抗静电整理[J]. 李珂,许志忠,王明. 印染. 2017(15)
[5]聚酯纤维抗静电改性的研究进展[J]. 李珊珊,乔辉,胡蝶,丁筠,李建平,武艳杰. 现代化工. 2017(09)
[6]枸杞碳量子点的制备及氮修饰对荧光的影响[J]. 易凌亚,黎红,杨丽君. 化学研究与应用. 2017(04)
[7]碱减量和等离子体处理对涤纶织物的影响[J]. 戴杰,郭晓玲,申国栋,崔贞. 针织工业. 2015(05)
[8]聚对苯二甲酸乙二醇酯/多壁碳纳米管复合材料制备与性能研究[J]. 刘柯妍,丁长坤,郭成越,刘龙祥,肖长发,程博闻. 功能材料. 2014(23)
[9]丝胶改性剂对涤纶织物抗静电整理的研究[J]. 周青青,张峰,戴杰,许建华. 丝绸. 2014(07)
[10]抗静电整理技术的研究进展[J]. 颜怀谦,贺江平. 印染. 2014(12)
博士论文
[1]碳量子点的化学修饰及功能化研究[D]. 罗培辉.清华大学 2013
硕士论文
[1]一锅法制备亲疏水性可调的碳量子点[D]. 唐秀平.辽宁大学 2016
[2]碳量子点的制备及其荧光特性研究[D]. 何美芹.云南大学 2016
[3]碳量子点及其银复合材料的制备与光催化性能的研究[D]. 魏志佳.中北大学 2016
[4]氮掺杂碳量子点的制备及其光电应用[D]. 江腾腾.浙江理工大学 2016
[5]碳量子点的制备及性能研究[D]. 王珊珊.北京化工大学 2013
[6]碳量子点和磁性纳米粒子的制备及其在生物传感器中的应用研究[D]. 张小燕.华东师范大学 2011
[7]纳米ATO整理涤纶的工艺及其抗静电性能研究[D]. 胡万丽.苏州大学 2008
[8]涤纶用抗静电剂PEEJ的试制及其应用性能的研究[D]. 季媛.东华大学 2006
本文编号：3468759
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１不同材料的静电序列??Ｆｉｇ．１－１?Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ?ｓｅｑｕｅｎｃｅ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??
性能有望使涤纶织物的抗静电功能得到改善。??１．３碳量子点的研究概况??１．３．１碳量子点的概述??碳量子点（ＣＱＤｓ）也称碳点、碳纳米点，是一种可发出荧光的新型零维碳纳米??材料。几何形状近似球形，三维尺寸均在１？１０?ｎｍ间，呈单分散性的纳米团簇［３３］，??由极少分子或原子构成，主要含有Ｃ、Ｈ、０、Ｎ元素，碳量子点骨架由无定型、ｓｐ２、??ｓｐ３不同杂化碳组成。由于制备原料不同，其表面大多含有羰基、羧基、羟基等亲水??性基团，且经过修饰后表面基团和元素含量相应增加，其结构如下图１－２所示。在近??十多年的研究中发现，碳量子点的合成方法简单、低耗、高效，碳源廉价且来源广；??其具有较好的化学稳定性、低毒性、良好的水溶性和生物相容性、易于表面功能化修??饰、荧光寿命长、耐光漂白性强等特点。??（ａ）?（ｂ）??Ｈ。人。?〇Ｈ?＾Ａ〇ｈ??图１－２?（ａ）碳量子点的概念图［３４Ｕｂ）碳量子点结构图［３Ｓ１??Ｆｉｇ．１－２?（ａ）?ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ?ｇｒａｐｈｓ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｑｕａｎｔｕｍ?ｄｏｔｓ?（ｂ）?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｑｕａｎｔｕｍ??ｄｏｔｓ??５??
掺氮碳量子点的制备及其在涤纶织物上的应用研究?第一章绪论??径在１．５？４．５?ｎｍ，发出绿色荧光，荧光量子产率为２６?％。合成流程如图１－４所示。此??夕卜，Ｔｈａｋｕｒ［５３］、Ｗａｎｇ?［５４］等也相继报道分别以阿拉伯树胶、马铃薯为碳源，采用水热??法制备出粒径为２？３?ｎｍ荧光强度高的碳量子点。水热法制备碳量子点较其他方法更??加简单，所用碳源广泛，可通过一步来实现碳量子点的制备以及表面的钝化或功能化??修饰。??ｍ?．．．．．．?ｎ??ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ?？?＊＊－＊＃＊?？？？＊？??：＾；丨賴上?ｎ??＿?＞?＿＿＿＿令?＾?－??＊?＾??ＣＰ??图１－４水热法合成碳量子点示意图ｄ??Ｆｉｇ．１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｑｕａｎｔｕｍ?ｄｏｔｓ??（２）微波法??微波法是指采用微波反应器在一定功率、温度下快速微波加热糖类小分子碳前驱??体，碳前驱体发生裂解、脱水、碳化，产生Ｃ＝Ｃ键构成碳量子点骨架，是制备碳量??子点的一种高效合成方法。２００９年，Ｚｈｕ课题组［５５］曾报道过，他们取２?ｇ葡萄糖碳源??与ｌＯｍＬＰＥＧＭｏ混合，之后分散在去离子水中，采用家用微波炉进行微波处理不同时??间，最终可制备出尺寸不均的碳量子点。２０１６年，Ｄｉｎｇ课题组［５６］也通过该方法取５?ｇ??柠檬酸和１?ｇ磷酸氢二钾分散到１０?ｍＬ去离子水中，同样采用家庭微波炉在７５０?Ｗ功??率下微波处理２．５?ｍｉｎ，将产物经过多次醇洗后得到平均粒径５?ｎｍ的碳量子点。微??波辅助法合成碳量子点具有快速高效特点，原料便宜、
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机导电纤维织物的开发与抗静电性能的研究[J]. 赵伟. 合成材料老化与应用. 2019(01)
[2]涤纶织物防静电功能整理的研究进展[J]. 钱飞,刘艳. 化纤与纺织技术. 2017(04)
[3]可乐碳量子点的提取及其抑菌性研究[J]. 陈巧玲,陈碧桑,李飞明,游雨婷,吴秀婷. 现代食品科技. 2018(01)
[4]涤纶织物纳米银粒子抗静电整理[J]. 李珂,许志忠,王明. 印染. 2017(15)
[5]聚酯纤维抗静电改性的研究进展[J]. 李珊珊,乔辉,胡蝶,丁筠,李建平,武艳杰. 现代化工. 2017(09)
[6]枸杞碳量子点的制备及氮修饰对荧光的影响[J]. 易凌亚,黎红,杨丽君. 化学研究与应用. 2017(04)
[7]碱减量和等离子体处理对涤纶织物的影响[J]. 戴杰,郭晓玲,申国栋,崔贞. 针织工业. 2015(05)
[8]聚对苯二甲酸乙二醇酯/多壁碳纳米管复合材料制备与性能研究[J]. 刘柯妍,丁长坤,郭成越,刘龙祥,肖长发,程博闻. 功能材料. 2014(23)
[9]丝胶改性剂对涤纶织物抗静电整理的研究[J]. 周青青,张峰,戴杰,许建华. 丝绸. 2014(07)
[10]抗静电整理技术的研究进展[J]. 颜怀谦,贺江平. 印染. 2014(12)
博士论文
[1]碳量子点的化学修饰及功能化研究[D]. 罗培辉.清华大学 2013
硕士论文
[1]一锅法制备亲疏水性可调的碳量子点[D]. 唐秀平.辽宁大学 2016
[2]碳量子点的制备及其荧光特性研究[D]. 何美芹.云南大学 2016
[3]碳量子点及其银复合材料的制备与光催化性能的研究[D]. 魏志佳.中北大学 2016
[4]氮掺杂碳量子点的制备及其光电应用[D]. 江腾腾.浙江理工大学 2016
[5]碳量子点的制备及性能研究[D]. 王珊珊.北京化工大学 2013
[6]碳量子点和磁性纳米粒子的制备及其在生物传感器中的应用研究[D]. 张小燕.华东师范大学 2011
[7]纳米ATO整理涤纶的工艺及其抗静电性能研究[D]. 胡万丽.苏州大学 2008
[8]涤纶用抗静电剂PEEJ的试制及其应用性能的研究[D]. 季媛.东华大学 2006
本文编号：3468759
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