[发明专利]一种量子点/过氧化物复合材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种量子点/过氧化物复合材料、制备方法及其应用，所述方法包括：将含有至少一种量子点的溶液与盐溶液混合均匀后，向该混合溶液中加入碱性沉淀剂和双氧水，发生过氧化反应生成过氧化物的同时该过氧化物与量子点进行原位复合，反应完成后经过离心分离、洗涤和干燥处理，得到所述量子点/过氧化物复合材料，其中，盐溶液中溶解有锌盐、镁盐和钙盐中的至少一种。本发明的制备方法简单，原料廉价易得，易于工业化生产且应用范围广。该量子点/过氧化物复合材料可适用于宽pH下类芬顿降解有机污染物或可见光催化降解有机污染物，也可以用于抑制肿瘤细胞增殖和杀灭细菌，还可以吸附固化去除重金属离子；且可用于复合污染的治理与修复。

技术领域

本发明属于催化材料领域，更具体地，涉及一种量子点/过氧化物复合材料、制备方法及其应用。

背景技术

近年来，伴随工业化的不断发展，我们面临的环境污染问题日益严峻。在水体污染问题中，较为常见的包括有机染料污染、抗生素泛滥以及重金属离子污染。同时，水体中的抗生素污染会提高细菌的耐受力，使之成为超级细菌，在一定程度上会增加细菌感染风险以及治疗细菌感染的难度。较为严重地，这些细菌进入生物体内后会诱发变异，形成肿瘤。因此，在治理环境污染物的同时，也必须兼顾由环境污染引起的其他健康威胁(如耐药细菌和抗性基因等)。迫切需要一种高效的材料与技术能解决这些综合的环境问题。

在当前的环境修复方法中，高级氧化技术(AOPs)是一种很高效的方法。AOPs能够产生具有强氧化性的活性氧物种，进而氧化降解有机污染物，一般包括芬顿/类芬顿反应、光催化反应、电催化反应和声催化反应体系等。例如，专利文献CN211734065U《一种光声协同强化类芬顿体系废水处理装置》公开了一种紫外线、超声波协同强化类芬顿，可以降解废水中的多种有机污染物；专利文献CN111871405A《一种利用光协同压电催化高效降解染料废水的方法》公开了一种BiVO₄包覆的BaTiO₃光协同压电催化剂，能够高效地降解染料废水。然而，这些制备的材料依旧存在一些缺点：(1)对于紫外光/超声波/电催化反应，使用过程中需要外部能量(紫外光、电或超声波)激发，不仅会耗费能源，也会极大地限制该类芬顿催化剂的工业应用；(2)应用领域单一，上述催化体系大多用于有机污染物降解，不能用于环境中重金属离子去除和生物上的杀菌和抑制肿瘤细胞增殖；(3)某些催化剂的制备工艺复杂，生产成本高，而且催化降解效率较低。因此，开发出制备工艺简单、应用范围广、使用过程中不需外部能量激发(紫外光、电或超声)的新型材料具有重大意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种量子点/过氧化物复合材料、制备方法及其应用，其目的在于将过氧化物与量子点进行复合，可以用于类芬顿降解过程，不需外部能量(光、电和声)激发，还可以用于可见光催化降解过程，还能用于吸附稳定水或土壤中的重金属离子。同时，过氧化物可以释放产生过氧化氢(强氧化性活性物种)，能够用于杀菌和抑制肿瘤细胞增殖。由此解决现有材料使用过程中需要外部能量、应用领域单一、成本高的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种量子点/过氧化物复合材料的制备方法，所述方法包括：将含有至少一种量子点的溶液与盐溶液混合得到混合溶液，向该混合溶液中加入碱性沉淀剂和双氧水，发生过氧化反应生成过氧化物的同时该过氧化物与量子点进行原位复合，反应完成后进行离心分离、洗涤和干燥处理，得到所述量子点/过氧化物复合材料；其中，所述盐溶液中溶解有锌盐、镁盐和钙盐中的至少一种。

优选地，所述量子点包括金属量子点或非金属量子点，所述非金属量子点包括碳量子点、石墨烯量子点、石墨相氮化碳量子点或元素掺杂非金属量子点；金属量子点包括贵金属量子点。

优选地，所述金属量子点包括金量子点、银量子点或铂量子点；所述元素掺杂非金属量子点包括氮掺杂非金属量子点或硫掺杂非金属量子点。

优选地，所述碱性沉淀剂为氨水、氢氧化钠或氢氧化钾。