[發(fā)明專利]一種利用微波在木材中原位合成納米氧化鋅的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110654339.3 | 申請日： | 2021-06-10 |
| 公開（公告）號： | CN113305958B | 公開（公告）日： | 2023-01-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王頌;謝桂軍;曹永建;賴敏婷;馬紅霞;高婕;李興偉 | 申請（專利權(quán)）人： | 廣東省林業(yè)科學(xué)研究院 |
| 主分類號： | B27K3/08 | 分類號： | B27K3/08;B27K3/10;B27K3/50;B27K5/00 |
| 代理公司： | 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245 | 代理人： | 張耿語 |
| 地址： | 510520 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 利用 微波 木材 原位 合成 納米 氧化鋅 方法 | ||
本發(fā)明屬于無機(jī)材料合成領(lǐng)域，特別涉及一種利用微波在木材中原位合成納米氧化鋅的方法。該方法通過先真空加壓浸漬方式把鋅氨前驅(qū)液浸入木材，再采用微波輻射作為加熱能源處理濕的浸漬木材，使溶劑介質(zhì)實(shí)現(xiàn)分子水平上的攪拌，無需熱傳導(dǎo)，可在很短時(shí)間內(nèi)基本達(dá)到均勻加熱，僅在2min～10min即可原位生成納米氧化鋅，極大程度地縮短了反應(yīng)時(shí)間，并降低了處理溫度。制備的納米氧化鋅改性木材完全保持了原有木材的結(jié)構(gòu)和紋理，并且?guī)缀醪蛔兩?，同時(shí)對設(shè)備要求不高，制備工藝簡單易實(shí)現(xiàn)，能從多方面減低能耗節(jié)約能源，可廣泛應(yīng)用于對木材抗紫外性、阻燃性、抗菌性等有較高要求的環(huán)境和場所。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于無機(jī)材料合成領(lǐng)域，適用于木材中納米防護(hù)材料的原位制備，特別涉及一種利用微波在木材中原位合成納米氧化鋅的方法。
背景技術(shù)
廣義而言，納米材料是指三維空間尺寸中至少有一維處于納米量級(1～100nm)的材料，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)，利用無機(jī)納米顆粒的量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)等性質(zhì)，可賦予木材新的功能。納米氧化鋅顆粒制備尺寸可控，具有良好的尺寸穩(wěn)定性、剛性和熱穩(wěn)定性，其較寬的能隙帶及較高的激子束縛能決定了其具有抗紫外線性能；表面存在的電子空穴和缺陷使其具有氧化還原能力，可以用作光催化降解劑和抗菌劑等，這些特性使得納米氧化鋅成為木材改性及防護(hù)的一種優(yōu)良材料。
因而，如何在木材中原位合成納米氧化鋅成為尤為重要的一環(huán)，如果采用常規(guī)的藥液浸漬結(jié)合傳統(tǒng)熱處理方法，即使把熱處理溫度提高至200℃，XRD表征結(jié)果證明在木材中仍沒有原位生成納米氧化鋅(見圖1)。所以必須開發(fā)其他有效的制備技術(shù)，本發(fā)明采用微波輻射熱處理方式代替常規(guī)熱處理，使得分子水平的加熱和反應(yīng)成為可能，極大地提高了反應(yīng)效率和速率，既操作簡便，又切實(shí)在木材中原位合成了納米氧化鋅，是功能性改性木材的切實(shí)可行的方法。
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種利用微波輻射在木材中原位合成納米氧化鋅的方法，從而解決現(xiàn)有方法只能在木材表面原位合成納米氧化鋅，以及常規(guī)的浸漬—熱處理方法無法在木材中原位制備納米氧化鋅的兩個(gè)技術(shù)問題。此種制備方法可以在木材中原位制備納米氧化鋅，且對設(shè)備要求不高、操作簡單、耗時(shí)短、能耗低，適于木材中原位制備納米防護(hù)材料。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種利用微波在木材中原位合成納米氧化鋅的方法，包括以下步驟：
(1)鋅氨浸漬液制備
將醋酸鋅固體在攪拌條件下加入乙醇胺溶液中，完全溶解后，依次加入聚乙二醇和酚醛樹脂預(yù)聚體，得到鋅氨浸漬液；
(2)木材試樣浸漬處理
將質(zhì)量烘至恒定的木材完全浸沒在步驟(1)配制的鋅氨浸漬液中，再放入密閉的浸注罐，在真空條件下保持一段時(shí)間后，再在高壓條件下保壓，而后取出，得到浸漬木材；
(3)浸漬木材的微波熱處理
將步驟(2)取出的浸漬木材直接轉(zhuǎn)移到微波設(shè)備中進(jìn)行微波處理，而后冷卻至室溫，取出木材，即完成微波熱處理原位合成納米氧化鋅改性木材的制備。
優(yōu)選的，步驟(1)中所述的鋅氨浸漬液中，鋅離子濃度為0.6mol/L～1.0mol/L。
優(yōu)選的，步驟(1)中所述的鋅氨浸漬液中，聚乙二醇、醋酸鋅與乙醇胺的摩爾比為0.5:1:6～0.5:1:12；
優(yōu)選的，步驟(1)中所述的鋅氨浸漬液中，酚醛樹脂預(yù)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3％～5％。
優(yōu)選的，步驟(2)中所述的在真空條件下保持一段時(shí)間的條件為在真空度－0.01MPa～－0.09MPa條件下保持30～60min。
優(yōu)選的，步驟(2)中所述的在高壓條件下保壓的條件為在1～1.5MPa下保壓40min～90min。
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