[發明專利]一種功能性空心銀纖維材料的制備及其應用

有效

• 申請號: 201810033687.7
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108187667B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 賈志剛;李紫宇;倪濤;羅光程
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B01J23/50
• 分類號: B01J23/50;B01J35/06;B01J37/02;C02F1/70;C02F101/38
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 杜袁成

本發明公開了一種功能性空心銀纖維材料的制備及其應用，屬于無機材料制備技術領域。該銀纖維材料由銀顆粒構成，構成纖維的銀顆粒的平均粒徑為80～100nm。該功能材料的制備方法是：以天然生物質棉纖維為模板，使其與一定濃度的銀氨溶液進行化學反應，得到銀?棉花復合纖維，后對合成的復合纖維在控制工藝條件下進行煅燒，即得到銀纖維功能材料。本發明方法制得的銀纖維功能材料很好的保持了棉花狀的微觀形貌，機械強度好，對水體中有機污染物對硝基苯酚的還原降解具有良好的催化性能。此外，該方法制得的銀纖維功能材料很容易實現固液分離，操作簡單，在有機廢水處理領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于無機材料領域，具體涉及一種功能性空心銀纖維材料的制備方法及該銀纖維材料在污水處理方面的應用。

背景技術

隨著材料領域研究的不斷深入，貴金屬材料由于其杰出的物理化學特性以及在傳感、光電子、生物醫學以及催化方面的潛在應用而得到了越來越多的關注。一些常見的貴金屬材料(金，銀，鉑等)都在這些領域得到了較為廣泛的應用。在這些貴金屬材料中，銀功能材料由于其價格相對低廉以及較強的表面等離子體效應而受到了廣泛的關注。銀功能材料通常作為催化劑應用于許多涉及電子轉移的化學反應中。其催化速度快，催化效率高，目前已經成為了研究的熱點之一。目前，國內外科學家已經成功的合成出了不同種類的銀功能材料，文獻(1)“RSC Advances,2015,5,41639”提出以硝酸修飾的聚苯胺為模板，使其與硝酸銀溶液反應，合成聚苯胺/銀復合材料。文獻(2)“Journal of Hazardous Materials,2014,268,84”提出采用溶膠凝膠法制備出TiO₂材料，并在其表面負載銀納米顆粒。文獻(3)“RSC Advances,2014,4,17846”采用了不同大小的銀納米顆粒修飾二氧化硅微球，得到Ag/SiO₂復合材料。然而，以上文獻公布的制備方法步驟繁瑣，制備過程中需要借助額外有機試劑，容易對環境造成二次污染。不僅如此，目前所制備的銀功能材料多以粉末狀為主，很難進行固液分離。

銀纖維材料具有穩定性強，機械強度好以及容易實現固液分離等優點。目前受到了越來越多的關注。通常用來制備銀纖維材料的方法主要包括電化學沉積法，超聲輻射法以及模板法等。在這些制備方法中，模板法的價格低廉且操作較為簡單，因而應用最為廣泛。能夠作為模板的材料有很多。文獻(4)“Ceramics International，2017，43，14525”提出采用SiO₂為模板，通過在堿性溶液中進行化學腐蝕ZnO/Ag/SiO₂纖維而得到具有多孔結構的ZnO/Ag纖維。文獻(5)“Optical Material，2015，39，278”采用靜電紡絲技術成功的得到了PVP纖維，并使其作為模板進一步合成了PVP/Ag復合纖維。然而，這些模板材料通常難以從復合物中被去除，而且還原銀離子的這一過程較為繁瑣，為此加入的一些還原劑也提高了制備的成本。從而難以實現規模化工業應用。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種綠色、簡單、成本低的功能性空心銀纖維材料的制備方法，以期得到的銀纖維材料在污水處理方面能夠得到應用。

為了實現上述目的，本發明是通過以下技術方案予以實現的。

本發明提供了一種功能性空心銀纖維材料，該空心銀纖維材料是由直徑80～100nm的銀顆粒組成；它的制備包括如下步驟：

(1)將0.1～0.7g硝酸銀溶解在30mL去離子水中，之后逐滴加入氨水，使溶液中的沉淀恰好溶解為止；接下來將0.5～3g天然棉纖維浸泡在銀氨溶液中，并于50～100℃條件下反應1～6h；反應結束后，將反應器在空氣中自然冷卻至室溫，然后取出樣品，洗滌、干燥后得到銀-棉花復合纖維。

(2)對步驟(1)合成得到的銀-棉花復合纖維在空氣氣氛下進行煅燒以去除復合物中的棉纖維，即得到白色的功能性空心銀纖維材料。