具体实施方式

本发明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。

在本发明中，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。

在本发明中，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。在本发明的实施例中，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。

在本发明中，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。在本发明中，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，得到对苯二甲酸二钠水溶液。在本发明中，所述对苯二甲酸和氢氧化钠的摩尔比优选为1:2；所述水优选为蒸馏水。在本发明中，所述混合的方式优选为搅拌混合，所述搅拌混合优选利用磁力搅拌器进行。在本发明中，所述酸碱中和反应优选在搅拌条件下进行，所述酸碱中和反应的时间优选为10～20min，更优选为15min。在本发明中，所述过滤优选为抽滤，所述抽滤优选利用真空泵进行。

在本发明中，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优选为3～20:1，更优选为8～20:1，进一步优选为13～20:1。

在本发明中，所述纸张优选为滤纸。在本发明中，所述扩散界面反应的温度优选为室温，时间优选为1～180min，更优选为5～100min。在本发明中，以稀土盐水溶液和对苯二甲酸二钠水溶液为例，所述扩散界面反应过程中，稀土离子与对苯二甲酸二钠通过配位作用形成金属有机配位聚合物。

在本发明中，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，优选具体为：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；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。在本发明中，所述部分第一反应液优选占第一反应液总量的10～30％，更优选为15～30％，进一步优选为20～25％；所述部分第二反应液占第二反应液总量的40～90％，更优选为60～90％，进一步优选为70～80％。在本发明中，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。在本发明中，所述预扩散界面反应的温度优选为室温，时间优选为1～180min，更优选为5～100min；所述预扩散界面反应后，本发明优选还包括将所述预扩散界面后的纸张进行水洗，得到功能纸张前驱体。在本发明中，所述再扩散界面反应的温度优选为室温，时间优选为1～180min，更优选为5～100min；所述再扩散界面反应后，本发明优选还包括将所述再扩散界面后的纸张进行水洗后干燥，得到功能化纸张；所述干燥的方式优选为自然晾干。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法得到的功能化纸张。

本发明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。

本发明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，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。本发明对于所述敞口容器A的材质没有特殊限定，不与第一反应液和第二反应液反应即可，具体如塑料，所述塑料优选为食品级塑料；在本发明中，所述敞口容器A优选来源于食品级塑料密封瓶。本发明对于所述敞口容器B的材质没有特殊限定，不与第一反应液和第二反应液反应即可，具体如玻璃或塑料；在本发明的实施例中，所述敞口容器B优选为培养皿。

当所述敞口容器A来源于食品级塑料密封瓶，敞口容器B作为培养皿时，所述扩散驱动纸张功能化装置的构建方法(如图1所示)，优选包括以下步骤：将大口径塑料瓶进行切割，保留瓶盖和部分瓶身，对瓶盖进行穿孔，将纸张平整铺设于瓶盖内，将瓶盖与瓶身拧紧，得到敞口容器A；将敞口容器A的瓶盖部分放置于敞口容器B的内底面，得到扩散驱动纸张功能化装置。在本发明中，所述大口径塑料瓶的口径优选为3～10cm；所述部分瓶身的长度优选为1～10cm，更优选为2～9cm；所述穿孔的直径优选比瓶盖的内径小0.5～1.5cm；所述纸张优选为圆形，所述纸张的直径优选与所述瓶盖的内径相同；所述纸张优选经剪裁得到。本发明对于所述平整铺设没有特殊限定，能够使纸张平整铺满瓶盖内表面、纸张的外径与瓶盖的内径紧密贴合即可。本发明提供的扩散驱动纸张功能化装置利用瓶盖和瓶口之间的咬合作用，将纸张固定在瓶盖内，此时纸张将敞口容器A的瓶盖端封口形成纸张纸封口端，纸张纸封口端朝下放置于敞口容器B的内表面，形成扩散驱动纸张功能化装置。本发明提供的扩散驱动纸张功能化装置的构建方法，易于构建，所需要的原材料方便获取，成本低。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

按照图1的构建方法流程图构建扩散驱动纸张功能化装置，按照图2所示的功能化纸张制备流程图制备功能化纸张，具体步骤如下：

(1)将一个带有螺纹，直径为6.5cm、高为15cm的食品级塑料密封瓶的瓶口切割下来，瓶身部位保留5cm的高度；拧开瓶口，在瓶盖的中心挖一个直径约5.5cm圆形的孔洞；取一张定量滤纸，裁剪成圆形，使滤纸的外径与瓶盖的内径紧密贴合；将瓶口与瓶盖重新拧紧，固定好放入瓶盖的滤纸，得到敞口容器A；取一个直径约为9cm的培养皿作为敞口容器B，将敞口容器A的滤纸封口端放置于培养皿表面，得到扩散驱动反应装置，扩散驱动反应装置的实物图如图3所示；

(2)将对苯二甲酸和氢氧化钠置于100mL小烧杯中，加入50mL蒸馏水，放入小磁石，在磁力搅拌器上搅拌15min生成对苯二甲酸二钠，倒入抽滤瓶中用真空泵抽滤，将抽滤完的溶液倒入烧杯，得到第一反应液，其中，对苯二甲酸和氢氧化钠的摩尔比为1:2，第一反应液中对苯二甲酸二钠的浓度为70mmol/L；

将硝酸镧、硝酸铽和硝酸铕置于100mL小烧杯中，加入50mL蒸馏水，轻微晃动搅匀，使固体完全溶解，得到第二反应液，其中，镧离子的浓度为4mmol/L，铽离子的浓度为0.3mmol/L，铕的浓度为0.1mmol/L；

(3)取10mL第一反应液装入滤纸封端的敞口容器A中，取40mL第二反应液装入敞口容器B中，将敞口容器A放入敞口容器B中，排除滤纸与敞口容器B之间的气泡，在室温、静置条件下预扩散界面反应10min，取出敞口容器A，去除敞口容器A和敞口容器B中的剩余反应液，用蒸馏水清洗滤纸的两面、敞口容器A和敞口容器B以洗去残留的反应液；

(4)取40mL第一反应液装入敞口容器B，取10mL第二反应液装入敞口容器A中，排除功能纸张前驱体与敞口容器B之间的气泡，在室温、静置条件下再扩散界面反应10min，取出敞口容器A，去除敞口容器A和敞口容器B中的剩余反应液，用蒸馏水清洗功能纸张前驱体的两面后自然晾干，得到功能化纸张。

图4为本实施例制备的功能化纸张的扫描电镜图，从图4中可以看出在纸张表面负载有功能化纳米粒子。

图5为320nm激发下空白纸张(滤纸)和功能化纸张的荧光光谱图，图中487nm和544nm的荧光发射是铽离子⁵D₄→⁷F₆和⁵D₄→⁷F₅能级跃迁产生的荧光，616nm的荧光发射是铕离子⁵D₀→⁷F₂能级跃迁产生的荧光。由图5可知，功能化上的稀土材料赋予纸张独特的荧光性质，可以用来进行分析检测。

测试例

(1)标准工作曲线

将日落黄标准品溶解于蒸馏水中，分别配制得到浓度为10μg/mL、25μg/mL、50μg/mL、100μg/mL和150μg/mL的系列标准溶液。将实施例1制备的功能化纸张裁剪成小块(尺寸为1×2cm)，将所裁剪的小块功能化纸张分别浸没在空白溶液及系列标准溶液中30s，然后使用荧光光谱仪测定功能化纸张在320nm激发下的荧光光谱，以日落黄的浓度为纵坐标，以487nm与616nm处荧光强度的比值(I₄₈₇/I₆₁₆)为横坐标，作日落黄的标准工作曲线，结果如图6所示，所得工作曲线方程为y＝-4036.30303x+385.46071，线性范围为10～150μg/mL，R²＝0.99561。

(2)以含有日落黄的市售“芬达”饮料作为分析对象，将芬达用水稀释一倍后，用氢氧化钠调节pH值至7，得到待测饮料溶液，然后将功能化纸张浸没在待测饮料溶液中30s，然后测定功能化纸张的荧光强度，利用标准工作曲线计算芬达中的日落黄含量为39.6μg/mL。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。