[發明專利]一種功能納米復合材料及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201611057541.3
• 申請日: 2016-11-26
• 公開（公告）號: CN106694055B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 王晟;王騊;歐陽申珅
• 申請（專利權）人: 杭州水鯨環境科技有限公司
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;B01J31/26;C12N1/00
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 聶智

本發明提供一種功能納米復合材料，其包括一柔性纖維載體以及固定在該柔性纖維載體中的多個功能納米粒子，所述柔性纖維載體包括至少一毛刷狀結構，所述多個功能納米粒子夾持固定在所述至少一毛刷狀結構中。本發明還提供一種上述功能納米復合材料的制備方法和用途。本發明采用柔性纖維作為載體，而實現將功能納米粒子進行有效的負載。該種負載復合方式，可實現功能納米粒子高量負載，負載率最高可達所述柔性纖維載體重量的10％；同時將功能納米粒子拓展到柔性纖維載體可應用的所有場景，應用范圍極廣，可應用于比如污水凈化、空氣凈化、抗菌殺毒等環保領域。

技術領域

本發明屬于納米材料領域，尤其涉及一種納米復合材料及其制備方法和用途。

背景技術

目前國內外市場上采用的傳統水污染處理方法為物理法、化學法、生物法，其各有弊端，且成本高、能耗大，甚至產生二次污染，且單純經過凈化的水體仍為“死體”，只有恢復水體平衡的生態系統才能使水環境真正“復活”。傳統的治理方法不能從根本上解決水質問題，即使投入大量人力、物力、財力的情況下收到的效果仍甚微，因此亟需能徹底解決河道水污染治理的突破性技術。

光催化材料應運而生，它是最有前途的新型環保材料之一，其利用太陽能可有效降解有機污染物，主要應用于環境保護，這種新的污染治理技術具有操作簡單、無二次污染、效率高、能耗低等優點，可產生極大的社會與經濟效益。傳統的光催化劑主要包括納米材料，比如納米二氧化鈦；然而，采用這些光催化劑納米材料處理污水多年來只局限于實驗室科學研究，因為具有高活性的納米級材料極易團聚且難以回收，所以需要將其負載于載體之上進行應用。而其負載技術遇到了難以突破的瓶頸：用無機載體則使其活性降低，而有機載體在使用中易被光腐蝕。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種功能納米復合材料及其制備方法和用途，以解決上述問題。

一種功能納米復合材料，其包括一柔性纖維載體以及固定在該柔性纖維載體中的多個功能納米粒子，所述柔性纖維載體包括至少一毛刷狀結構，所述多個功能納米粒子夾持固定在所述至少一毛刷狀結構中。

其中，每個毛刷狀結構包括多個纖維毛刺，所述多個功能納米粒子自然夾持在所述多個纖維毛刺之間。所述柔性纖維載體通過所述多個纖維毛刺的熱脹冷縮藉由張力將所述多個功能納米粒子夾持固定其中。所述柔性纖維載體本身的結構在夾持所述多個功能納米粒子前后保持一致，即，所述柔性纖維載體本身的結構在制備所述功能復合材料的過程中保持不變。

所述柔性纖維載體為柔性纖維毛刷或由所述至少一毛刷狀結構編織形成的柔性纖維網。所述柔性纖維載體的形狀或結構不限，只要其具有柔性且能滿足實際需要即可。優選地，所述柔性纖維載體為由多根柔性纖維毛刷集結為一束，然后編織成的柔性纖維網。

所述柔性纖維的材料不限，只要其具有柔性且有纖維組成即可。所述柔性纖維的材料包括自然纖維材料、人造纖維材料或合成纖維材料。其中，所述合成纖維材料包括聚酯纖維材料、聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙烯腈纖維、聚丙烯纖維、聚氯乙烯纖維、聚乳酸纖維材料或聚乙烯纖維材料等。

所述功能納米粒子包括二氧化鈦、二氧化硅、磷灰石或納米馬達。

所述納米馬達包括多孔材料形成的外殼、光催化劑形成的內核以及外殼與內核之間的納米空腔。

所述多孔材料的材料種類不限，只要所述多孔材料具有多個孔即可。所述多孔材料可為多孔二氧化硅、玻璃多孔材料、鋁磷酸鹽多孔材料等。

所述多孔材料設置有多個孔，所述孔的孔徑小于所述光催化劑的粒徑。所述孔作為所述多孔材料的納米空腔與外界連接的通道。優選地，所述孔的孔徑大于0且小于10nm。