[發明專利]一種內含片狀納米ZnO的再生纖維素小球及其制備方法

有效

• 申請號: 201810965697.4
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN108993605B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 李小保;周小龍;高亞年;張雪;李力成;葉菊娣
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: B01J31/26
• 分類號: B01J31/26;B01J35/08;C02F1/32
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙) 32274
• 代理人: 邱興天

本發明公開了一種內含片狀納米ZnO的再生纖維素小球及其制備方法。該再生纖維素小球新材料，ZnO納米片的厚度為20～50nm，再生纖維素小球的直徑為2～4mm。該制備方法，以ZnCl₂水溶液作為纖維素的溶劑和納米ZnO的鋅源，溶解纖維素纖維為纖維素原料，通過低溫預處理、溶解、注射成球、原位合成和冷凍干燥，制備出內含片狀納米ZnO的再生纖維素小球。該材料易回收，具有很好的實用性。

技術領域

本發明屬于纖維素新材料技術領域，具體涉及到一種內含片狀納米ZnO的再生纖維素小球新材料及其制備方法。

背景技術

與傳統的污水治理技術相比，光催化技術具有高效節能、易操作、工藝簡化又清潔無毒、無二次污染等優點。目前常用的一些光催化材料主要是半導體材料，納米ZnO是其中一種具有廣闊應用前景的材料。但其在應用中存在難回收的問題，因而需要與一定載體復合以提高其利用效率。

目前，常用的無機載體有二氧化硅、硅藻土、氧化鋁、炭材料等，無機載體具有密度大(一般僅適用固定床反應器)的特點，限制了其在光催化工程中的應用；有機聚合物載體有聚乙烯等，其密度小，不僅適用于固定床反應器，也可適用于懸浮床反應器，但石油基聚合物不易降解和再生，環境友好性差，顯然，還不能完全滿足使用需求。

發明內容

發明目的：針對當前納米ZnO負載方法的不足，本發明的目的是提供一種內含片狀納米ZnO的再生纖維素小球的制備方法。以ZnCl₂水溶液作為纖維素的溶劑和納米ZnO的鋅源，將纖維素和ZnCl₂兩種原料變成均相，采用注射成球、原位合成和冷凍干燥得到內含片狀納米ZnO的再生纖維素小球新材料。本發明的另一目的是提供一種上述內含片狀納米ZnO的再生纖維素小球的制備方法所獲得的再生纖維素小球。本發明還有一目的是提供一種上述再生纖維素小球的應用。

技術方案：為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種內含片狀納米ZnO的再生纖維素小球新材料，ZnO納米片的厚度為20～50nm，再生纖維素小球的直徑為2～4mm。

一種制備所述的內含片狀納米ZnO的再生纖維素小球的方法，以ZnCl₂水溶液作為纖維素的溶劑和納米ZnO的鋅源，溶解纖維素纖維為纖維素原料，通過低溫預處理、溶解、注射成球、原位合成和冷凍干燥，制備出一種內含片狀納米ZnO的再生纖維素小球。

所述的ZnCl₂水溶液的濃度為65～70wt％。

所述的纖維素先在ZnCl₂水溶液低溫預處理，然后加熱攪拌溶解，獲得均一的纖維素溶液。

所述的原位合成在50％的NaOH水溶液中進行。

所述的制備內含片狀納米ZnO的再生纖維素小球的方法，包括以下步驟：

1)取纖維素纖維加入到65～70wt％的ZnCl₂水溶液中，在-10℃～20℃的低溫浴槽中預處理2h～4h；

2)將上述液-固物料置于60℃～80℃的水浴鍋中加熱攪拌，得到透明均一的纖維素溶液；

3)用注射器將溶解纖維素的ZnCl₂水溶液緩慢注射到50％NaOH水溶液，靜置18～30小時，得到內含片狀ZnO/再生纖維素小球；

4)將步驟3)中的內含片狀ZnO/再生纖維素小球水洗至無C1^-后，先放入超低溫冰箱內冷凍，結束后將樣品置于冷凍干燥機中，干燥結束后，得到內含片狀納米ZnO的再生纖維素小球。

所述的纖維素纖維包括木漿、竹漿或棉漿纖維。

所述的纖維素纖維與ZnCl₂水溶液的用量關系為1∶30～60(質量之比)。