一种功能化纸张的制备方法和扩散驱动纸张功能化装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种功能化纸张的制备方法和扩散驱动纸张功能化装置，涉及新材料技术领域。本发明专利技术将功能化修饰试剂第一反应液和第二反应液通过纸张隔离后进行扩散界面反应，得到功能化纸张。本发明专利技术提供的制备方法，以分子扩散为驱动力，无需提供额外的能量，反应条件温和，操作简便、节能、环保。与化学键合一般只能对纸张表面的羟基和纤维素环的还原端进行反应修饰相比，本发明专利技术提供的制备方法能够制备得到多种含有不同的活性物质的功能化纸张，具有普适性；而且，本发明专利技术提供的制备方法不会破坏纸张表面结构，对于推动功能化纸基分析平台在分析检测中的应用具有重要的意义。本发明专利技术采用的装置简单，能够实现多种功能化纸张的制备。能够实现多种功能化纸张的制备。能够实现多种功能化纸张的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种功能化纸张的制备方法和扩散驱动纸张功能化装置


[0001]本专利技术涉及新材料
，具体涉及一种功能化纸张的制备方法和扩散驱动纸张功能化装置。

技术介绍

[0002]纸张是利用植物纤维素制备的一种广泛使用的材料，具有价格低廉、生物相容性好、便携性好、可回收再利用、易于裁剪和易于降解等优点。在打印、食品、医疗和环境领域有重要的应用。利用纸张构建多功能分析平台，可实现对食品中的毒害物质进行检测，以保障食品安全；还可以对血液中的生物标志物进行即时检测，所得到的检测数据不仅能为疾病诊断与治疗提供依据，结合大数据分析，人们可以对自身的健康状况进行实时监测，通过数据分析平台可以得到一定的指导和建议。特别地，这些纸基分析平台可以制备成微小型便携装置，便于推广普及应用。而这些纸基分析平台的构建的基础是在纸张表面修饰上具有分析检测功能的物质。
[0003]目前，纸张表面功能化的方法主要有静电吸附法、共价键修饰法和包埋法等。这些方法一般需要先在纸张表面引入带有电荷或化学反应活性的官能团，然后通过静电相互作用或化学键合以在纸张表面引入具有检测功能的分子。然而，上述方法操作比较繁琐。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种功能化纸张的制备方法和扩散驱动纸张功能化装置，本专利技术提供的制备方法操作简单。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种功能化纸张的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将第一反应液和第二反应液通过纸张隔离，在纸张表面进行扩散界面反应，得到功能化纸张；
[0008]所述第一反应液包括对苯二甲酸二钠水溶液、海藻酸钠溶液和含有稀土纳米粒子的海藻酸钠溶液中的一种或几种；
[0009]所述第二反应液包括稀土盐水溶液和/或钙离子溶液。
[0010]优选的，分别以稀土金属离子和对苯二甲酸二钠计，所述第一反应液与第二反应液的摩尔比为3～20:1。
[0011]优选的，所述稀土盐水溶液中稀土金属离子包括镧、铽和铕；所述稀土盐水溶液中稀土金属离子的总浓度为1～10mmol/L。
[0012]优选的，所述对苯二甲酸二钠水溶液的浓度为3～150mmol/L。
[0013]优选的，所述扩散界面反应的温度为室温，时间为1～180min。
[0014]优选的，将第一反应液和第二反应液通过纸张隔离，在纸张表面进行扩散界面反应，具体为：
[0015]将部分第一反应液和部分第二反应液通过纸张隔离，在纸张表面进行预扩散界面
反应，得到功能纸张前驱体；所述部分第一反应液占第一反应液总量的10～30％；所述部分第二反应液占第二反应液总量的40～90％；
[0016]将剩余第二反应液和剩余第一反应液通过功能纸张前驱体隔离，在所述功能纸张前驱体表面进行再扩散界面反应，得到功能化纸张；
[0017]所述剩余第二反应液与部分第一反应液与纸张的接触面相同，所述剩余第一反应液与部分第二反应液与纸张的接触面相同。
[0018]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法得到的功能化纸张。
[0019]本专利技术提供了上述技术方案所述的功能化纸张在分析检测中的应用。
[0020]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法采用的扩散驱动纸张功能化装置，包括可拆卸连接的敞口容器B和敞口容器A；所述敞口容器A的底面设置有开口，所述开口处固定有纸张；
[0021]所述敞口容器B的内底面与敞口容器A接触。
[0022]本专利技术提供了一种功能化纸张的制备方法，包括以下步骤：将第一反应液和第二反应液通过纸张隔离，在纸张表面进行扩散界面反应，得到功能化纸张；所述第一反应液包括对苯二甲酸二钠水溶液、海藻酸钠溶液或含有稀土纳米粒子的海藻酸钠溶液；所述第二反应液包括稀土盐水溶液或钙离子溶液。本专利技术提供的制备方法为扩散驱动修饰法，将功能化修饰试剂分成第一反应液和第二反应液两个部分，使用待修饰的纸张将它们隔开，由于两个反应液中的溶质浓度比对面溶液中该物质的浓度高，物质会自发从高浓度区域向低浓度区域迁移，进而使第一反应液和第二反应液向对面扩散，在纸张介质中两部分的反应液发生扩散界面反应，使得反应产物固定在纸张上。本专利技术提供的制备方法，以分子扩散为驱动力，无需提供额外的能量，反应条件温和，操作简便、节能、环保。与化学键合一般只能对纸张表面的羟基和纤维素环的还原端进行反应修饰相比，本专利技术提供的制备方法能够制备得到多种含有不同的活性物质的功能化纸张，具有普适性；而且，本专利技术提供的制备方法不会破坏纸张表面结构，对于推动功能化纸基分析平台在分析检测中的应用具有重要的意义，为纸基分析平台的构建提供更多的资源。
[0023]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法得到的功能化纸张。本专利技术提供的功能化纸张强度高，在分析检测中具有很好的应用前景。
[0024]本专利技术提供了上述制备方法采用的扩散驱动纸张功能化装置，包括可拆卸连接的敞口容器B和敞口容器A；所述敞口容器A的底面设置有开口，所述开口处固定有纸张；所述敞口容器B的内底面与敞口容器A接触。本专利技术提供的扩散驱动纸张功能化装置简单，能够实现多种功能化纸张的制备。
附图说明
[0025]图1为扩散驱动纸张功能化装置的构建图；
[0026]图2为采用构建扩散驱动纸张功能化装置制备流程图制备功能化纸张的工艺流程图；
[0027]图3实施例1构建的扩散驱动纸张功能化装置实物图；
[0028]图4为实施例1制备的功能化纸张的扫描电镜图；
[0029]图5为320nm激发下空白纸张和功能化纸张的荧光光谱图；
[0030]图6为日落黄标准品标准工作曲线图。
具体实施方式
[0031]本专利技术提供了一种功能化纸张的制备方法，包括以下步骤：
[0032]将第一反应液和第二反应液通过纸张隔离，在纸张表面进行扩散界面反应，得到功能化纸张。
[0033]在本专利技术中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
[0034]在本专利技术中，所述第二反应液包括稀土盐水溶液或钙离子溶液；所述稀土盐水溶液中的稀土金属离子优选包括镧、铽和铕，稀土盐优选包括硝酸镧、硝酸铽和硝酸铕；所述稀土盐水溶液中稀土金属离子的总浓度优选为1～10mmol/L，更优选为2～8mmol/L，进一步优选为3～5mmol/L。在本专利技术的实施例中，所述稀土盐水溶液优选由硝酸镧、硝酸铽、硝酸铕和蒸馏水混合至固体完全溶解得到。
[0035]在本专利技术中，所述第一反应液包括对苯二甲酸二钠水溶液、海藻酸钠溶液或含有稀土纳米粒子的海藻酸钠溶液；所述所述对苯二甲酸二钠水溶液的浓度优选为3～140mmol/L，更优选为20～120mmol/L，进一步优选为50～90mmol/L。在本专利技术中，所述对苯二甲酸二钠水溶液优选现用现配；所述对苯二甲酸二钠水溶液的配制步骤如下：将对苯二甲酸、氢氧化钠和水混合进行酸碱中和反应，然后过滤，得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功能化纸张的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将第一反应液和第二反应液通过纸张隔离，在纸张表面进行扩散界面反应，得到功能化纸张；所述第一反应液包括对苯二甲酸二钠水溶液、海藻酸钠溶液和含有稀土纳米粒子的海藻酸钠溶液中的一种或几种；所述第二反应液包括稀土盐水溶液和/或钙离子溶液。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，分别以稀土金属离子和对苯二甲酸二钠计，所述第一反应液与第二反应液的摩尔比为3～20:1。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述稀土盐水溶液中稀土金属离子包括镧、铽和铕；所述稀土盐水溶液中稀土金属离子的总浓度为1～10mmol/L。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述对苯二甲酸二钠水溶液的浓度为3～150mmol/L。5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述扩散界面反应的温度为室温，时间为1～180min。6.根据权利要求1或2所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丹丹，汤书华，周艳聪，王岩，马茜，王硕朋，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：发明
国别省市：