[發(fā)明專利]一種載金多孔亞微米纖維及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010082468.5
• 申請(qǐng)日: 2020-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN111270418B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉巍;陳雪微;高洪達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): D04H1/728
• 分類號(hào): D04H1/728;D01D5/00;D01F6/50;D01F1/10
• 代理公司: 北京盛詢知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11901
• 代理人: 陳巍

本發(fā)明公開了一種載金多孔亞微米纖維及其制備方法，屬于貴金屬?gòu)?fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，所述載金多孔亞微米纖維為Au/PMAA與PVB共混的亞微米纖維，所述制備方法為單體甲基丙烯酸和引發(fā)劑利用蒸餾沉淀聚合法制備表面含有羧基的水溶性聚丙烯酸甲酯，金通過(guò)原位還原法負(fù)載于未交聯(lián)單分散PMAA微球上，將Au/PMAA復(fù)合微球與高分子聚合物聚乙烯醇縮丁醛樹脂混合成溶液，通過(guò)靜電紡絲法制備復(fù)合材料，將無(wú)紡布材料置于氫氧化鈉水溶液中洗滌，得到載金多孔亞微米纖維。本發(fā)明合成的復(fù)合納米金催化劑材料，具有良好的甲醛去除能力，并能實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用和回收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及貴金屬?gòu)?fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種載金多孔亞微米纖維及其制備方法。

背景技術(shù)

甲醛是一種普遍存在的空氣污染物，在眾多揮發(fā)性有機(jī)化合物中，甲醛是國(guó)際癌癥研究組織(IARC)規(guī)定的主要室內(nèi)空氣污染物和一類致癌物，世界衛(wèi)生組織(WHO)建議室內(nèi)HCHO濃度不應(yīng)超過(guò)0.1mg/m³。室內(nèi)甲醛的排放源包括裝修及裝飾材料、家具、以及烹飪等室內(nèi)活動(dòng)。甲醛長(zhǎng)時(shí)間接觸會(huì)引起咽喉部炎癥、頭痛、呼吸困難、皮膚刺激、過(guò)敏性皮炎及咳嗽、哮喘等疾病，人類一生大約80％的時(shí)間都在室內(nèi)度過(guò)，為保護(hù)和促進(jìn)人類身體健康，甲醛的去除至關(guān)重要。

目前，除了日常通風(fēng)稀釋降低甲醛濃度外，室內(nèi)甲醛的去除方法還包括吸附；光催化氧化；等離子體技術(shù)；催化氧化等。在這些方法中，催化氧化技術(shù)因其可以在室溫下進(jìn)行、脫除效率高、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)很有發(fā)展前途的技術(shù)。貴金屬催化劑因其優(yōu)異的低溫氧化活性而倍受關(guān)注。Haruta等通過(guò)縮小金納米顆粒的尺寸，增強(qiáng)金的表面吸附和反應(yīng)活性。他們發(fā)現(xiàn)，金屬金，如果其粒徑在納米級(jí)別(5納米)，特別是分散的納米粒子，對(duì)氧化反應(yīng)表現(xiàn)出顯著的活性。然而，它們的實(shí)際應(yīng)用往往受到結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性(如聚集)的限制，結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性降低了活性位點(diǎn)的表面積，改變了其固有性質(zhì)。為了將這一問(wèn)題最小化，多孔材料已被用作功能金屬納米顆粒固定化的載體。特別是多孔聚合物材料，由于其能夠?qū)θS多孔網(wǎng)絡(luò)和表面化學(xué)進(jìn)行多用途控制而受到廣泛關(guān)注。制備三維多孔聚合物結(jié)構(gòu)的工藝有很多種，包括相分離、鹽浸、氣體發(fā)泡、膠體模板和靜電紡絲等。特別是靜電紡絲，由于其具有大面積、均勻性好、易形成多孔納米纖維結(jié)構(gòu)而受到越來(lái)越多的關(guān)注，利用靜電紡制得的多孔纖維可發(fā)揮聚合物載體的柔韌性和易操作性，還可以實(shí)現(xiàn)催化劑與纖維微納米尺寸的表面復(fù)合產(chǎn)生的較強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)，提高催化性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效去除甲醛且重復(fù)利用率高的載金多孔無(wú)紡布態(tài)纖維膜的制備方法，本發(fā)明制備的復(fù)合材料具有良好的甲醛去除能力，且制備方法簡(jiǎn)單易行。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供一種載金多孔亞微米纖維，所述載金多孔亞微米纖維為Au/PMAA與PVB共混的亞微米纖維，PMAA的引入增加催化劑接觸面積。

本發(fā)明還提供一種所述的載金多孔亞微米纖維的制備方法，包括以下步驟：?jiǎn)误w甲基丙烯酸(MAA)和引發(fā)劑利用蒸餾沉淀聚合法制備表面含有羧基的水溶性聚丙烯酸甲酯(PMAA)，金通過(guò)原位還原法負(fù)載于未交聯(lián)單分散PMAA微球上，將Au/PMAA復(fù)合微球與高分子聚合物聚乙烯醇縮丁醛樹脂(PVB)混合成溶液，通過(guò)靜電紡絲法制備復(fù)合材料，將無(wú)紡布材料置于氫氧化鈉水溶液中洗滌，得到載金多孔亞微米纖維。

進(jìn)一步的，所述制備方法，具體包括以下步驟：

(1)將單體MAA、引發(fā)劑溶解于溶劑中，并攪拌至完全分散在反應(yīng)溶劑中，通過(guò)蒸餾沉淀法在體系內(nèi)進(jìn)行聚合反應(yīng)，控制10～15min內(nèi)使其沸騰，繼續(xù)加熱至蒸出一定溶劑后結(jié)束反應(yīng)，自然冷卻至室溫，重復(fù)離心洗滌所得產(chǎn)物，分散到30ml乙腈溶劑中，得到未交聯(lián)親水性單分散聚合物微球；

(2)將PMAA微球加入到乙腈中，攪拌混合，加入氯金酸溶液，混合攪拌12h，加入硼氫化鈉水溶液，還原2h-4h，離心洗滌，置于真空烘箱中干燥至恒重，得到Au/PMAA復(fù)合微球；