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专利号: 2020106401595
申请人: 武汉纺织大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 供热;炉灶;通风
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜,其特征在于,所述蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜利用废弃的蛋壳膜作为载体材料,通过具有光热转换效应的银纳米粒子和氧化石墨烯共同组装,制备具有协同增强光热转化性能的生物质膜;

银纳米粒子在复合膜中所占的质量比例为0.05%~1.0%;氧化石墨烯在复合膜中所占的质量比例为1.0%~15%;

蛋壳膜及其修饰剂在复合膜中所占的质量比例为84~98%,其中修饰剂PDDA或PEI与蛋壳膜的质量比为0~0.005。

2.一种如权利要求1所述蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜的制备方法,其特征在于,所述蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜的制备方法包括:以硝酸银为前驱体,制备具有不同LSPR性质的各向异性银纳米粒子;

通过自组装的方法将各向异性银纳米粒子负载至蛋壳膜上;

通过浸渍自组装的方式将氧化石墨烯纳米片负载于蛋壳膜上。

3.如权利要求2所述的蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜的制备方法,其特征在于,通过调控银纳米粒子的LSPR性质可以调节银纳米粒子吸收光的波长范围,改变银纳米粒子光热效应。

4.如权利要求2所述的蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜的制备方法,其特征在于,所述蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜的制备方法具体包括:步骤一,蛋壳膜的表面修饰改性:利用正电荷聚电解质对蛋壳膜进行修饰,使得蛋壳膜带有正电荷;

步骤二,各向异性银纳米粒子的合成:以硝酸银为前驱体,柠檬酸钠为稳定剂,硼氢化钠为还原剂,通过光诱导方法或H2O2辅助或卤离子刻蚀的方法合成不同形状和大小的各向异性银纳米粒子;

步骤三,银纳米粒子和氧化石墨烯在蛋壳膜上的复合组装:利用浸渍组装的方法,将银纳米粒子和氧化石墨烯分别负载至蛋壳膜上。

5.如权利要求4所述的蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜的制备方法,其特征在于,所述步骤一中,正电荷聚电解质包括:聚二烯丙基二甲基氯化铵PDDA或聚乙烯亚胺高分子聚合物。

6.如权利要求4所述的蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜的制备方法,其特征在于,所述步骤一进一步包括:利用PDDA进行蛋壳膜表面改性时,将蛋壳膜浸至1%~5%的PDDA水溶液中5~12小时,随后用水冲洗后即获得PDDA改性的蛋壳膜,利用PDDA对蛋壳膜进行表面改性的方法;

利用PEI对蛋壳膜进行表面改性时,利用戊二醛(GA)交联法将PEI修饰至蛋壳膜(ESM)表面:将蛋壳膜置于2%~1%的PEI水溶液中室温下浸泡6~24小时,随后将混合物转移至戊二醛(GA)(1%,w/v)水溶液中反应30min,随后将膜取出用水清洗,获得PEI改性的蛋壳膜。

7.如权利要求4所述的蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜的制备方法,其特征在于,所述步骤二中,合成的不同银纳米粒子具有不同的形貌,能吸收不同波段的光。

8.如权利要求4所述的蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜的制备方法,其特征在于,所述步骤二中,合成的不同银纳米粒子包括:三角形银纳米粒子的合成及圆盘银纳米粒子的合成;所合成的不银纳米粒子由于其不同的形貌而具有不同的局域表面等离子体共振光学性质,吸收不同波段的光,而显现出不同的颜色;

光诱导合成:将98mL硝酸银(AgNO3)溶液(0.1mM)与1mL柠檬酸钠溶液(100mM)在锥形瓶中充分混合均匀后,搅拌下缓慢逐滴加入1ml硼氢化钠(NaBH4)溶液(8mM),得到黄色的银种子溶液,随后将该银种子溶液置于高压钠灯(NAV-T70)下照射12h,获得蓝色的三角形银纳米粒子溶液;

H2O2辅助法:将100mL 0.1mM的AgNO3溶液,1.8mL 100mM柠檬酸钠溶液,0.12g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和0.24mL 30wt%H2O2在剧烈搅拌下混合;之后将0.60mL 100mM NaBH4溶液迅速加入到上述混合液中;30min后,获得蓝色三角形银纳米粒子溶液;

红色的圆盘银纳米粒子通过相似的过程得到;在搅拌下,将3.6mL 100mM柠檬酸钠,

0.24g PVP和0.48mL 30wt%H2O2加入到200mL 0.1mM的AgNO3溶液中;30min后,得到红色圆盘银纳米粒子溶液;

黄色圆盘银纳米粒子通过卤离子刻蚀法得到;将2.0mL 100mM的KCl溶液加入到100mL蓝色的银纳米三角板溶液中,获得黄色圆盘银纳米粒子溶液。

9.如权利要求4所述的蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜的制备方法,其特征在于,所述步骤三中,银纳米粒子在蛋壳膜上的组装通过浸渍法实现;将PDDA或PEI修饰蛋壳膜,或未经任何修饰的蛋壳膜浸入相应的银纳米粒子溶液中,银纳米粒子溶液与蛋壳膜的质量比为300~

1000;室温下振荡5min,使蛋壳膜与银纳米粒子充分接触。然后将浸有蛋壳膜的银纳米粒子溶液放置于20℃~40℃的水浴中振荡1~8小时,最后获得了相应不同颜色的银纳米粒子包覆的蛋壳膜,为AgNP/ESM。

银纳米粒子包覆的蛋壳膜或未经处理的蛋壳膜上组装氧化石墨烯同样采用浸渍法实现;将干燥负载有银纳米粒子的蛋壳膜直接浸入氧化石墨烯溶液中,浴比为200~1000;然后将浸有蛋壳膜的氧化石墨烯水溶液置于25℃的水浴振荡锅中振荡30min后,取出蛋壳膜,在室温下晾干;多次循环吸附增加氧化石墨烯在蛋壳膜上的负载量,最后得到土黄色的蛋壳膜;负载有银纳米粒子和氧化石墨烯的蛋壳膜记为GO/AgNP/ESM,单独负载有氧化石墨烯的蛋壳膜记为GO/ESM。

10.一种安装有权利要求1所述蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜的太阳能。