[發(fā)明專利]一種胺化木質素改性聚乙烯醇海綿載銀材料及其制備方法和應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210037724.8
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114453024A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 張云飛;成鴻靜;楊兆華;張橋;杜飛鵬
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;C02F1/70;C02F1/58;C02F101/38
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 尉保芳

本發(fā)明屬于工業(yè)廢水中對硝基苯酚有機污染物的還原技術領域，具體涉及一種胺化木質素改性聚乙烯醇海綿載銀材料及其制備方法和應用。該方法包括以下步驟：1)獲取胺化木質素；2)在制備聚乙烯醇海綿的過程中，在反應液中分散胺化木質素和銀離子，并制備得到分散有胺化木質素的聚乙烯醇海綿半成品；3)對聚乙烯醇海綿半成品進行還原處理，得到胺化木質素改性聚乙烯醇海綿載銀材料。該方案利用機械發(fā)泡制備的胺化木質素改性聚乙烯醇載銀海綿具有親水性和多孔結構，容易吸附水污染物。此外，由于胺化木質素提高了堿木質素的羥基含量，增強了對銀離子的錨定能力，使得胺化木質素改性聚乙烯醇海綿載銀材料對4?NP表現(xiàn)出優(yōu)異的催化還原性能。

技術領域

本發(fā)明屬于工業(yè)廢水中對硝基苯酚有機污染物的還原技術領域，具體涉及一種胺化木質素改性聚乙烯醇海綿載銀材料及其制備方法和應用。

背景技術

對硝基苯酚是工業(yè)廢水中很難處理的一種含酚類的有機污染物，具有遺傳毒性和致癌性，在較低濃度下，對人體及水中生物都能造成嚴重危害。對硝基苯酚的處理方法主要有物理吸附法、生物法和催化降解法。活性炭吸附是最典型的物理法，但不能長期吸附污染物，且可能會造成二次污染；生物法選擇性強、反應時間長；催化降解法主要是利用高效的異相催化劑將對硝基苯酚還原成對氨基苯酚具有催化效率高和選擇性高等特點。目前為止，納米銀顆粒(AgNPs)由于可以被加工成具有較大比表面積和較高表面能的納米顆粒形態(tài)，使得其具備較高的催化活性與穩(wěn)定性。因此利用AgNPs通過還原劑硼氫化鈉將對硝基苯酚轉化為對氨基苯酚(4-AP)是非常有效的方法。

然而，AgNPs面臨的最大挑戰(zhàn)之一是團聚問題。此外，AgNPs很難回收，容易泄漏到環(huán)境中造成污染。為此，通常將AgNPs負載到各種載體中來阻止其團聚并限制其泄漏。然而，常用的方法比較復雜，AgNPs的回收性能還需要進一步提高，同時載體材料對AgNPs的負載能力有限，因此，如何快速、穩(wěn)定地制備高效可循環(huán)利用的AgNPs催化劑仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

木質素是造紙廢液的主要成分，也是水污染的主要來源之一。有效利用木素不僅可以節(jié)省資源，而且有利于保護環(huán)境。木質素分子結構中存在著芳香基、酚羥基、醇羥基、共扼雙鍵等活性基團，可以進行木質素氧化、鹵化、硝化、接枝、曼尼希等許多化學反應，利用曼尼希反應將堿木質素改性成胺化木質素，可以增加堿木質素的羥基含量，制備胺化木質素/高分子復合材料，提高材料性能與應用范圍。

發(fā)明內容

為解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種胺化木質素改性聚乙烯醇海綿載銀材料及其制備方法和應用。

本發(fā)明所提供的技術方案如下：

一種胺化木質素改性聚乙烯醇海綿載銀材料的制備方法，包括以下步驟:

1)獲取胺化木質素；

2)在制備聚乙烯醇海綿的過程中，在反應液中分散胺化木質素和銀離子，并制備得到分散有胺化木質素的聚乙烯醇海綿半成品，其中，胺化木質素配位有銀離子；

3)對步驟2)得到的聚乙烯醇海綿半成品進行還原處理，得到胺化木質素改性聚乙烯醇海綿載銀材料，其中，胺化木質素負載有納米銀顆粒。

上述技術方案中：

基于步驟1)，胺化木質素具有高的水溶性；

基于步驟2)，可以得到分散有胺化木質素的聚乙烯醇海綿半成品，同時，基于胺化木質素與銀離子的結合能力，可以有效的將銀離子轉移至聚乙烯醇海綿半成品中；

基于步驟3)，可以的到胺化木質素改性聚乙烯醇海綿載銀材料，該材料中通過胺化木質素與銀離子的配位作用，增加了材料負載銀的穩(wěn)定性。同時，材料為海綿結構，可以充分的吸收和貯存處理液，使得處理效果更為徹底。