CN105728050A - 一种具有光催化活性的木质纤维素/卤化银复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种木质纤维素/卤化银复合材料的制备方法,以及使用该方法制备的木质纤维素/卤化银复合材料。在所述方法中仅采用木质纤维素、离子液体和含银化合物经过微波加热合成,得到具有优异光催化性能的木质纤维素/卤化银复合材料。该制备方法工艺简单易行,不需要复杂昂贵的设备,利于工业化推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有光催化活性的木质纤维素复合材料及其制备方法,特别涉及一种采用含卤素阴离子的咪唑类离子液体作为溶剂和反应试剂,并在微波加热条件下制备木质纤维素/卤化银复合材料,属于复合材料及光催化材料制备领域。
背景技术
木质纤维素由纤维素、半纤维素和木质素三种成分组成。在植物体内,纤维素、半纤维素和木质素主要存在于植物的细胞壁中,构成细胞壁的支持骨架。在一般的植物纤维原料中,这三种成分的质量占原料总质量的80~95%。因此,对木质纤维素的利用,能有效将农、林生物质(尤其是农作物秸秆、木材加工边角料等)进行资源化、功能化,达到将农、林生物质原料变废为宝的目的。
木质纤维素的资源化利用一般可分为两大类:一类是通过系统分离、或物理化学分离的方法进行分离,得到纤维素、半纤维素及木质素,再将这三种物质分别应用于能源、食品、材料、药物、化工等领域;另一类是直接利用,如造纸工业,糠醛工业等。但这两类利用方法都有不足之处,如第一类在对木质纤维素进行分离的过程中会造成部分原料的降解或损失,而不同的分离方法会导致不同的结构或组成。直接利用如造纸工业,可利用纤维素和部分半纤维素,而大量的木质素则随造纸黑液一同排出,不仅造成资源浪费,而且可导致严重的环境污染;而糠醛工业产生的废弃物糠醛渣盐分含量高、呈酸性,大量堆积会对大气、土壤、河流产生污染,另外糠醛渣中含有大量的纤维素、半纤维素和木质素,也会导致较严重的资源浪费。面对这些问题,研究者们一方面寻找对造纸黑液及糠醛渣的再利用,以期达到清洁生产、循环利用的目的;另一方面研究者也在积极寻找对木质纤维素进行直接利用的新方法,不仅可以消除木质纤维素繁琐的分离过程中可能导致的降解或结构的改变,还可达到将木质纤维素全组分进行最大化的利用。
其中,将木质纤维素复合其他的有机或无机物制备成复合材料,不仅能保持木质纤维素的部分特性,还可获得木质纤维素所不具有的特性。如申请号为CN201110273121.X发明专利公开了一种木质纤维素与有机钙基蒙脱土复合的染料废水吸附剂,申请号为CN201310278118.6的发明专利公开了一种聚乙烯醇/木质纤维素复合材料及其制备方法,申请号为CN201410717352.9的发明专利公开了一种二氧化钛/木质纤维素基活性炭复合材料及其制备方法,申请号为CN201510520757.8的发明专利公开了一种木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料及其制备方法。
虽然目前木质纤维素基复合材料的已有少量研究,然而采用操作方便、不需要复杂昂贵设备、原料价廉易得的微波-离子液体法制备木质纤维素/卤化银复合材料还未有报道。
发明内容
面对现有技术上存在的问题,本发明的目的是提供一种工艺简单、操作方便、不需要复杂昂贵设备、原料价廉易得的木质纤维素/卤化银复合材料的制备方法。
为实现本发明的目的,本发明一方面提供一种木质纤维素/卤化银复合材料的制备方法,包括以下步骤:
a)将木材粉碎后过20-200目筛,得木粉,将木粉置于50℃烘箱中干燥16小时以上;
b)将干燥后的木粉装入纱布缝制而成的袋子,或用滤纸包裹,加入甲苯-乙醇溶液,其中木粉质量与甲苯-乙醇溶液体积比为1:10~30,并且甲苯-乙醇溶液中甲苯与乙醇体积比3~1:1,然后采用索氏抽提装置进行木粉脱蜡处理5~8小时,至虹吸液无色透明为止,将处理之后的木粉置于50℃烘箱中干燥,得木质纤维素。其中,木粉质量与甲苯-乙醇溶液体积比是指每克木粉加入相应比例毫升的甲苯-乙醇溶液;
c)将步骤b)中得到的木质纤维素与离子液体进行混合,木质纤维素与离子液体的质量比为1~6:20,在氮气氛围下,温度110~150℃,油浴加热回流5~8小时,使得木质纤维素部分溶解,制得木质纤维素-离子液体混悬液;
d)将步骤c)中得到的木质纤维素-离子液体混悬液与含银化合物混合,含银化合物与木质纤维素的质量比为1:0.5~6,控制木质纤维素-银离子液体混悬液中银离子的浓度为0.05~1.5mol/L,将混合物进行微波加热反应,反应温度90~160℃,反应时间为5分钟到2小时,反应完毕,将反应混合物快速加入到10~100倍体积的去离子水,在20~100℃的温度下进行搅拌、静置、沉淀,将沉淀物进行离心分离,并依次采用去离子水、无水乙醇进行洗涤,再烘箱烘干、冷冻干燥或真空干燥,即得木质纤维素复合材料。
优选地,步骤c)中所述木质纤维素与离子液体的质量比优选为1~5:20,更优选为1~3:20,最优选为2:20;温度优选为120~140℃,更优选为130℃,油浴加热回流时间优选为6小时。
优选地,步骤c)中所述离子液体优选为由烷基取代的咪唑类阳离子和卤素阴离子组成的离子液体,进一步优选为由选自1-丁基-3-甲基咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑、1-烯丙基-3-甲基咪唑、1-己基-3-甲基咪唑、和1-辛基-3-甲基咪唑中的烷基取代的咪唑类阳离子与选自氯离子、溴离子和碘离子中的卤素阴离子形成的离子液体,最优选为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐。
优选地,步骤d)中所述微波加热反应的反应温度优选为90~160℃,反应时间优选为5分钟到1小时;更优选地,所述微波加热反应的反应温度优选为110~150℃,反应时间优选为10~40分钟;最优选地,所述微波加热反应的反应温度优选为130℃,反应时间优选为30分钟。
优选地,步骤d)中所述含银化合物可以为硝酸银或柠檬酸银,优选为硝酸银;所述含银化合物与木质纤维素的质量比优选为1:0.5~6,更优选地,所述含银化合物与木质纤维素的质量比优选为1:1~4,最优选地,所述含银化合物与木质纤维素的质量比优选为1:2至1:1。
在根据本发明的制备方法中不采用任何催化剂,同时也不采用任何表面活性剂。
根据本发明的又一方面,提供一种按上述方法制备的木质纤维素/卤化银复合材料。
有益效果
1、本发明使用的离子液体既做木质纤维素的溶剂,同时又作反应试剂,为卤化银的生成提供卤素阴离子,无需加入其它的卤素化合物,减少试剂的使用,降低生产成本。
2、本发明所使用的离子液体属于环保型绿色溶剂,安全无毒且可回收循环利用,既不会对制备的木质纤维素/卤化银复合材料产生毒性,也不会腐蚀生产设备、污染环境。
3、本发明所采用的微波加热合成法,节能环保,制备方法工艺简单易行,不需要复杂昂贵的设备,利于工业化推广。
4、根据本发明所述的制备方法制备的木质纤维素/卤化银复合材料具有较好的光催化性能,可用于光催化降解染料等有机污染物,属于高附加值产品。制备方法可高效利用低质木材资源,拓宽低质木材的用途,提高其应用价值,为高效利用低质木材资源提供新的思想和途径。
附图说明
图1为根据本发明的实施例1制备的样品的X-射线衍射线粉末衍射图谱;
图2为根据本发明的实施例1制备的样品的傅里叶变换红外光谱图;
图3为根据本发明的实施例1制备的样品的紫外-可见吸收光谱;
图4(a)至图4(g)分别为根据实施例1~6及对比例1制备的样品的场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)照片:(a)实施例1;(b)实施例2;(c)实施例3;(d)实施例4;(e)实施例5;(f)实施例6;(g)对比例1。
图5为根据实施例3制备的样品在紫外光照条件下降解亚甲基兰的实验中亚甲基兰吸光度随光催化时间变化的紫外-可见吸收图谱。
图6为根据实施例1~6及对比例1制备的样品在紫外光照条件下降解亚甲基兰的曲线图,以及不加催化剂条件下的空白对照。
具体实施方式
根据本发明的制备方法中仅仅采用木质纤维素、离子液体和含银化合物三种物质,其中离子液体即作为反应介质,同时还起到反应物的作用提供卤素离子。在根据本发明的制备方法的步骤c)中木质纤维素与离子液体的质量比优选为1~5:20,更优选为1~3:20,最优选为2:20。当木质纤维素与离子液体的质量比小于1:20,即木质纤维素相对含量较低时,虽然木质纤维素基本全部溶解,但由于木质纤维素的量过少,造成后期大量的未与木质纤维素复合的单独的卤化银颗粒沉淀,从而影响了产物的纯度和光催化效果。当木质纤维素与离子液体的质量比大于5:20,由于木质纤维素过量,产物中卤化银含量过低,而木质纤维素本身不具有光催化降解染料污染物的效果,从而导致产物光催化效果不理想。
通常在制备纤维素与无机颗粒的复合材料方法中往往要采用催化剂和/或表面活性剂,目的在于促进无机颗粒的生成以及无机颗粒与纤维素的复合,这样有利于无机颗粒与纤维牢固地附着在一起。表面活性剂的使用往往可以有效地降低或削弱无机颗粒与纤维素之间的界面张力,有利于两者的复合,并且表面活性剂具有一定的黏性,可对无机颗粒的形貌和尺寸进行调控。现有技术中常常采用催化剂和/或表面活性剂作为重要的助剂,例如将表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入到不同的分散体系中,可作为分散剂、粒度调节剂等。但催化剂和/或表面活性剂的使用不仅增加成本,同时催化剂和表面活性剂残留在最终产品中,难以去除,从而影响产品的质量。而本发明的制备方法中完全没有采用催化剂和/或表面活性剂,仅利用离子液体自身的性质就实现了制备方法的顺利进行。
另外,根据本发明的制备方法中进行微波加热反应,反应温度90~160℃,反应时间为5分钟到2小时。优选地,反应温度为110~150℃,反应时间为10分钟到40分钟;更优选地,所述微波加热反应的反应温度为130℃,反应时间为30分钟。当反应温度低于90℃,或者反应时间过短,例如小于5分钟时,反应不充分,不能充分使形成的卤化银附着在木质纤维素上,而当反应温度高于160℃,或者反应时间过长,例如大于2小时时,可能对木质纤维素的结构造成破坏,而且容易形成大量未与木质纤维素复合的单独的卤化银颗粒团聚,影响了产物的催化性能。
以下,将详细地描述本发明。在进行描述之前,应当理解的是,在本说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应解释为限制于一般含义和字典含义,而应当在允许发明人适当定义术语以进行最佳解释的原则的基础上,根据与本发明的技术方面相应的含义和概念进行解释。因此,这里提出的描述仅仅是出于举例说明目的的优选实例,并非意图限制本发明的范围,从而应当理解的是,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以由其获得其他等价方式或改进方式。
以下实施例仅是作为本发明的实施方案的例子列举,并不对本发明构成任何限制,本领域技术人员可以理解在不偏离本发明的实质和构思的范围内的修改均落入本发明的保护范围。
在本发明以下实施例中的木质纤维素,以杨木枝桠材的加工剩余物提取的木质纤维素为例进行说明,其他任何植物木质纤维素(包括木材纤维素原料(针叶材、阔叶材纤维原料)、非木材纤维原料(禾本科、韧皮、籽毛等)、半木材纤维原料(如棉花杆、香蕉叶、龙舌兰麻等))均适用于本发明。
实施例1
1、将木材进行粉碎、过40~60目筛,并置于50℃烘箱中干燥16小时以上。将干燥后的木粉装入纱布缝制而成的袋子,封口,放入索氏抽提装置的抽提筒内,加入甲苯-乙醇溶液,加热处理5~8小时,每小时虹吸4~6次,至虹吸液无色透明为止。处理完毕,将木粉取出,平铺于锡纸上,于50℃烘箱中干燥,即得木质纤维素。其中,所用木材为杨木枝桠材的加工剩余物,所用的粉碎机型号为FZ102微型植物粉碎机;木粉的质量与甲苯-乙醇溶液的体积比为1:20,即每1克木粉加入20毫升甲苯-乙醇溶液;甲苯-乙醇溶液中,甲苯与乙醇的体积比为2:1;所用乙醇为无水乙醇,反应在通风橱内进行。
2、将1克制得的木质纤维素加入到10克1-丁基-3-甲基咪唑氯盐中,在氮气氛围下,温度130℃,硅油油浴加热回流6小时,得到木质纤维素-离子液体溶液。
3、向步骤2得到的木质纤维素-离子液体溶液中加入0.25克硝酸银,将混合物进行微波加热合成反应,反应温度为130℃,反应时间为30分钟。其中,硝酸银与木质纤维素的质量比为1:4,木质纤维素-硝酸银-离子液体混合液中银离子的浓度约为0.15mol/L。所用微波反应仪器型号为XH-100A,购于北京祥鹄科技发展有限公司。
4、反应结束后,将反应混合物快速加入到800毫升的去离子水(温度70~80℃)中进行搅拌、静置、沉淀,将沉淀物进行离心分离,并依次采用去离子水、无水乙醇进行洗涤,再置于烘箱中进行干燥。其中,离心处理的转速为5000~8000r/min,离心时间为5~8分钟;对沉淀物依次采用去离子水洗3次,无水乙醇洗1次,再于50℃烘箱中干燥,即得木质纤维素/氯化银复合材料。
所得样品的X-射线衍射线粉末衍射图谱如图1所示:从图中可以看出根据本实施例制备的木质纤维素包含纤维素、木质素和半纤维素三种物质,其中木质素和半纤维素无结晶区,在XRD图谱中无吸收峰(MaterialsLetters,2015,159,51-53;MaterialsScienceandEngineeringC,2014,44,216-224)。图中2θ≈22.4°的为纤维素的衍射峰;其余的吸收峰均对应标准JCPDS卡片No.31-1238氯化银。
图2为根据本实施例制备的样品的傅里叶变换红外光谱图。从图中可以看出:图中1047cm-1和897cm-1分别为纤维素吡喃糖环C–O–C骨架振动和β糖苷键伸缩振动吸收,1735cm-1和1593cm-1分别是半纤维C=O及4-O甲基-葡萄糖醛酸中的-COO对称伸缩振动吸收,而1507cm-1为木质素芳香骨架振动吸收峰(MaterialsScienceandEngineeringC,2014,44,216-224)。由此可知,木质纤维素的三种成分(纤维素、半纤维素、木质素)均通过FT-IR图谱检测出来,结合FT-IR结果及图1中XRD结果可知,所得样品为木质纤维素/氯化银复合材料。
图3为根据本实施例制备的样品的紫外-可见吸收光谱。图3再次验证所得复合材料中含有氯化银,氯化银的特征吸收在200-350nm之间(Nanoscale,2011,3,2931-2935),材料具有紫外吸收特性。
其中,X-射线粉末衍射仪(XRD)型号为RigakuD/Max2200-PC,扫描范围10-70°,扫描速度5°/分钟,波长=0.15418纳米。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)型号为BrukerVERTEX70V,扫描范围4000-400cm-1,分辨率0.4cm-1。场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)型号为HitachiSU8010,样品经过喷金处理。
图4(a)根据本实施例制备的样品的场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)照片,从中可以看到所得木质纤维素/氯化银复合材料中,氯化银颗粒分散于木质纤维素基底中,呈不规则形状,氯化银颗粒直径约为90~350纳米。
实施例2
除了向木质纤维素-离子液体溶液中加入0.5克硝酸银,将混合物进行微波加热合成反应,反应温度为110℃,反应时间为30分钟。其中,硝酸银与木质纤维素的质量比为1:2,木质纤维素-硝酸银-离子液体混合液中银离子的浓度约为0.3mol/L之外,其余与实施例1相同。
所得样品的FE-SEM照片如图4(b)所示:所得复合材料中,氯化银颗粒含量增加,可观察到较小的立方体和球形结构(直径约为100~300纳米),及较大的凹面立方体和花状结构(长轴约为900纳米)。
实施例3
除了向木质纤维素-离子液体溶液中加入0.5克硝酸银,将混合物进行微波加热合成反应,反应温度为130℃,反应时间为30分钟。其中,硝酸银与木质纤维素的质量比为1:2,木质纤维素-硝酸银-离子液体混合液中银离子的浓度约为0.3mol/L之外,其余与实施例1相同。
所得样品的FE-SEM照片如图4(c)所示:所得复合材料中,与实施例2相比,氯化银颗粒花状结构增多且轮廓变得更清晰,这是由于在较高温度条件下氯化银颗粒沿(111)晶面生长的结果(MaterialsChemistryandPhysics,2015,159,71-82)。
实施例4
除了向木质纤维素-离子液体溶液中加入0.5克硝酸银,将混合物进行微波加热合成反应,反应温度为130℃,反应时间为60分钟。其中,硝酸银与木质纤维素的质量比为1:2,木质纤维素-硝酸银-离子液体混合液中银离子的浓度约为0.3mol/L之外,其余与实施例1相同。
所得样品的FE-SEM照片如图4(d)所示:所得复合材料中,氯化银颗粒融合到一起或堆叠生长,呈树枝状结构。
实施例5
除了向木质纤维素-离子液体溶液中加入0.5克硝酸银,将混合物进行微波加热合成反应,反应温度为150℃,反应时间为30分钟。其中,硝酸银与木质纤维素的质量比为1:2,木质纤维素-硝酸银-离子液体混合液中银离子的浓度约为0.3mol/L之外,其余与实施例1相同。
所得样品的FE-SEM照片如图4(e)所示:所得复合材料中,氯化银颗粒形貌及大小与实施例3中所得结果较类似,在较高温度条件下氯化银颗粒沿(111)晶面生长。
实施例6
除了向木质纤维素-离子液体溶液中加入1克硝酸银,将混合物进行微波加热合成反应,反应温度为130℃,反应时间为30分钟。其中,硝酸银与木质纤维素的质量比为1:1,木质纤维素-硝酸银-离子液体混合液中银离子的浓度约为0.6mol/L之外,其余与实施例1相同。
所得样品的FE-SEM照片如图4(f)所示:所得复合材料中,氯化银呈花状及树叶状结构,氯化银用量的增加有利于颗粒沿晶面(111)方向的生长。
对比例1
除了向木质纤维素-离子液体溶液中加入0.5克硝酸银,将混合物进行油浴加热合成反应,而非微波加热,反应温度为130℃,反应时间为30分钟。其中,硝酸银与木质纤维素的质量比为1:2,木质纤维素-硝酸银-离子液体混合液中银离子的浓度约为0.3mol/L外,其余与实施例1相同。其中,所用油浴为硅油。
所得样品的FE-SEM照片如图4(g)所示:所得复合材料中,氯化银颗粒结构不规则,且部分颗粒发生团聚。由照片对比可见,针对本发明的制备方法特定的反应体系,必须采用微波加热才能取得良好的实验结果,其它加热方式如油浴加热不适合本发明的制备方法。
应用实施例1
分别对本发明实施例1-6和对比例1制备的木质纤维素/氯化银复合材料进行光催化活性实验,以不加催化剂为空白对照。选用亚甲基兰(分子式为C16H18ClN3S·3H2O,相对分子量为393.90)作为光催化活性研究的模型染料。
取10mg木质纤维素/氯化银复合材料,加入到50mL亚甲基兰溶液(10mg/L)中,避光搅拌30分钟,使亚甲基兰溶液在催化剂表面达到吸附/脱附平衡;将催化剂和亚甲基兰混合液一起转入圆柱形石英反应器中,开启光源,进行光催化反应,每隔5分钟取出1mL反应液,采用高速离心机进行分离,取上层清液利用紫外/可见分光光度计进行检测。根据溶液664nm处吸光度的变化来确定溶液中亚甲基兰的浓度变化,光源为300W汞灯。其中,所用光催化仪购于上海比朗仪器制造有限公司,配置八位反应器及低温冷却液循环装置;所用紫外/可见分光光度计购于上海天美科学仪器有限公司,型号为UV2310II。
图5为根据实施例3制备的样品在紫外光照条件下降解亚甲基兰的实验中亚甲基兰吸光度随光催化时间变化的紫外-可见吸收图谱。从图中可以看出,采用实施例3制备的样品通过紫外光照可以有效降解亚甲基兰。光催化35分钟时,亚甲基兰基本完全降解完毕。
图6为根据实施例1~6及对比例1制备的样品在紫外光照条件下降解亚甲基兰的曲线图,以及不加催化剂条件下的空白对照。
其中在光催化35分钟时,对于实施例1~6及对比例1制备的样品,亚甲基兰浓度比及降解率总结如表1所示:
表1在光催化35分钟时亚甲基兰浓度比及降解率
亚甲基兰浓度比C/C0 | 亚甲基兰降解率(%) | |
实施例1 | 0.2826 | 84.25 |
实施例2 | 0.0998 | 90.02 |
实施例3 | 0.0019 | 99.81 |
实施例4 | 0.1318 | 86.82 |
实施例5 | 0.0867 | 91.33 |
实施例6 | 0.0570 | 94.30 |
对照例1 | 0.1575 | 71.74 |
空白对照 | 0.8926 | 10.75 |
其中,C为亚甲基兰初始浓度(10mg/mL),C0为光催化实验结束时溶液中的亚甲基兰浓度。
从实验结果可知:当没有添加光催化剂时(空白对照),在光催化35分钟,亚甲基兰仅仅只降解了10.75%,而添加实施例3所得木质纤维素/氯化银复合材料为光催化剂时,在光催化35分钟后亚甲基兰降解率达99.81%,基本完全降解。从图5可知,在光催化前20分钟阶段,溶液中的亚甲基兰已大部分降解,表明所得木质纤维素/氯化银复合材料具有高效的光催化性能。
另外,实施例1、6制备的样品在光催化35分钟时,亚甲基兰的降解率分别为84.25%和94.3%,实施例1中制备的样品采用含银化合物与木质纤维素比例为1:4,产物中氯化银的含量较低,实施例6中采用含银化合物与木质纤维素比例为1:1,但氯化银含量较多,可能导致部分氯化银颗粒不能附着在木质纤维素基质上,而导致光催化性能低于实施例3制备的样品。
实施例2、4、5在光催化降解35分钟时,亚甲基兰的降解率分别为90.02%、86.82%和91.33%。当反应温度较低时(例如实施例2中反应温度为110℃),可能导致反应不充分,氯化银颗粒的形状不规则,颗粒大小不均匀,且不能充分使形成的氯化银附着在木质纤维素上,而当反应温度较高(例如实施例5中反应温度为150℃),或者反应时间较长(例如实施例4中反应时间为60分钟),可能对木质纤维素的结构造成破坏,而且容易形成大量未与木质纤维素复合的单独的氯化银颗粒团聚,从而影响了产物的光催化性能。
对比例1在光催化降解35分钟时,亚甲基兰的降解率为71.74%,而本发明实施例1~6中制备的木质纤维素/氯化银复合材料光催化亚甲基兰的降解率均高于对比例1制备木质纤维素/氯化银复合材料,说明本发明采用的微波加热合成法更适于制备具有较强光催化性能的木质纤维素/氯化银复合材料。
最后有必要在此说明的是:以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种木质纤维素/卤化银复合材料的制备方法,包括以下步骤:
a)将木材粉碎后过20-200目筛,得木粉,将木粉置于50℃烘箱中干燥16小时以上;
b)将干燥后的木粉装入纱布缝制而成的袋子,或用滤纸包裹,加入甲苯-乙醇溶液,其中木粉质量与甲苯-乙醇溶液体积比为1:10~30,并且甲苯-乙醇溶液中甲苯与乙醇体积比3~1:1,然后采用索氏抽提装置进行木粉脱蜡处理5~8小时,至虹吸液无色透明为止,将处理之后的木粉置于50℃烘箱中干燥,得木质纤维素;其中,木粉质量与甲苯-乙醇溶液体积比是指每克木粉加入相应比例毫升的甲苯-乙醇溶液;
c)将步骤b)中得到的木质纤维素与离子液体进行混合,木质纤维素与离子液体的质量比为1~6:20,在氮气氛围下,温度110~150℃,油浴加热回流5~8小时,使得木质纤维素部分溶解,制得木质纤维素-离子液体混悬液;
d)将步骤c)中得到的木质纤维素-离子液体混悬液与含银化合物混合,含银化合物与木质纤维素的质量比为1:0.5~6,控制木质纤维素-银离子液体混悬液中银离子的浓度为0.05~1.5mol/L,将混合物进行微波加热反应,反应温度90~160℃,反应时间为5分钟到2小时,反应完毕,将反应混合物快速加入到10~100倍体积的去离子水,在20~100℃的温度下进行搅拌、静置、沉淀,将沉淀物进行离心分离,并依次采用去离子水、无水乙醇进行洗涤,再烘箱烘干、冷冻干燥或真空干燥,即得木质纤维素复合材料。
2.根据权利要求1所述的木质纤维素/卤化银复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤c)中所述木质纤维素与离子液体的质量比优选为1~5:20,更优选为1~3:20,最优选为2:20;温度优选为120~140℃,更优选为130℃,油浴加热回流时间为6小时。
3.根据权利要求1所述的木质纤维素/卤化银复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤c)中所述离子液体为由烷基取代的咪唑类阳离子和卤素阴离子组成的离子液体,进一步优选为由选自1-丁基-3-甲基咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑、1-烯丙基-3-甲基咪唑、1-己基-3-甲基咪唑、和1-辛基-3-甲基咪唑中的烷基取代的咪唑类阳离子与选自氯离子、溴离子和碘离子中的卤素阴离子形成的离子液体,最优选为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐。
4.根据权利要求1所述的木质纤维素/卤化银复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤d)中所述微波加热反应的反应温度优选为90~160℃,反应时间优选为5分钟到1小时;更优选地,所述微波加热反应的反应温度优选为110~150℃,反应时间优选为10~40分钟;最优选地,所述微波加热反应的反应温度优选为130℃,反应时间优选为30分钟。
5.根据权利要求1所述的木质纤维素/卤化银复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤d)中所述含银化合物可以为硝酸银或柠檬酸银,优选为硝酸银;所述含银化合物与木质纤维素的质量比优选为1:0.5~6,更优选地,所述含银化合物与木质纤维素的质量比优选为1:1~4,最优选地,所述含银化合物与木质纤维素的质量比优选为1:2至1:1。
6.根据权利要求1所述的木质纤维素/卤化银复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法中不采用任何催化剂,同时也不采用任何表面活性剂。
7.一种木质纤维素/卤化银复合材料,所述木质纤维素/卤化银复合材料由根据权利要求1至6中任意一项所述的制备方法制备。
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