CN105854949B - 一种纤维素/纳米氧化锌复合材料及其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纤维素/纳米氧化锌复合材料,具体地所述复合材料包含纤维素层和复合于所述纤维素层的至少一个主表面的纳米氧化锌颗粒。本发明还公开了所述复合材料的制备方法和用途。所述复合材料具有高催化效率,在有机污水的光催化降解处理方面有广阔的应用前景,而且可有效的减少纳米材料对生物及环境产生的潜在威胁。本制备方法原料廉价、可再生、制备工艺简单,利于商业推广。

Description

一种纤维素/纳米氧化锌复合材料及其制备方法及应用
技术领域
本发明属于功能材料技术领域,具体涉及一种纤维素/纳米氧化锌复合材料及其制备方法和其在有机污染物光催化降解方面的应用。
背景技术
近年来,随着现代工业的繁荣发展,石油、印染、化工、农业以及人类日常生活所产生的有机污染物数量迅速增加,这些有机污染物没有经过合理的处理就进入水循环系统使得水资源受到严重的污染。且这些污染物的数量已经远远超过了自然环境的自净化能力,使得人类的饮用水安全受到很大的威胁。
水污染的处理成为当前急需解决的问题之一。现阶段主要的水污染处理方法为膜过滤、化学氧化沉降和生物分解。但是膜过滤法存在水通量小、易被污染物堵塞、可重复使用性差、成本较高的缺点;化学氧化沉降法存在易对环境造成二次污染而且沉淀物后处理较为复杂的缺点;生物分解法存在受环境温度、PH值等条件制约大等缺点。因此,上述方法由于自身局限性均未能得到广泛使用。
相比较而言,光催化反应由于具有反应条件温和、能耗低、操作简便和可将有机污染物完全降解为CO2、H2O等无机小分子物质的优点,被视为一种高效、低耗、绿色的环境治理技术。
在众多光催化剂中,氧化锌极具发展潜力。氧化锌是一种新型宽禁带Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,禁带宽度为3.37eV,激子结合能约为60meV,在紫外光照射下,可以产生光生电子-空穴对,具有良好的光催化特性。目前使用的氧化锌光催化剂一般为纳米粉体,在处理液相污染物的过程中,存在着易团聚、难回收而引起二次污染等缺点,而且纳米粒子堆积遮挡会影响光催化效率。此外,随着纳米材料研究的发展,人们发现纳米颗粒在生物体内分解可能导致独特的、难以被预测的化学或生物效应,且由于纳米颗粒比表面积较大,一旦引起毒性,其危害可能远远大于组成相似的块体材料。
在实际应用中,一般通过将纳米氧化锌负载于载体上解决上述问题。目前制备负载型光催化剂主要通过浸渍法、偶联法、烧结法和溶胶凝胶法将氧化锌粘结于固体载体上。这些方法制备的氧化锌复合材料大多添加量大、不能在表面富集,所负载的纳米氧化锌无规则形貌且容易团聚等使得催化剂不能最大化的参与催化反应。
综上所述,本领域迫切需要开发一种形貌规则、不易团聚且光催化效率高的氧化锌材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高催化效率的纤维素/纳米氧化锌复合材料。
本发明的第一方面,提供了一种纤维素/纳米氧化锌复合材料,所述复合材料包含纤维素层和复合于所述纤维素层的至少一个主表面的纳米氧化锌颗粒。
在另一优选例中,所述纳米氧化锌颗粒在纤维素层的至少一个主表面的面积覆盖率为10-95%。
在另一优选例中,所述纳米氧化锌颗粒在所述纤维素层的至少一个主表面的面积覆盖率为30-95%,较佳地为30-80%,更佳地为30-70%。
在另一优选例中,所述纤维素与所述纳米氧化锌颗粒的重量比为20-1,较佳地为18-1,更佳地为12-1。
在另一优选例中,所述纤维素层的厚度为0.25mm-5mm,较佳地为0.5mm-3mm,更佳地为0.5mm-1.5mm。
在另一优选例中,所述复合为物理负载和/或化学键合。
在另一优选例中,所述纳米氧化锌颗粒在纤维素层的至少一个主表面以纳米氧化锌聚集体存在。
在另一优选例中,所述纤维素层的主表面存在一个或多个纳米氧化锌聚集体。
在另一优选例中,所述纳米氧化锌聚集体的粒径为0.5μm-12μm,较佳地为1.5μm-10μm,更佳地为1.5μm-5μm。
在另一优选例中,所述纳米氧化锌颗粒为类球状、球状、棒状、针状、片状和/或花状。
在另一优选例中,所述纳米氧化锌颗粒的粒径为100-2000nm,较佳地为100-1000nm,更佳地为400-800nm。
在另一优选例中,所述复合材料具有选自下组的一个或多个特征:
1)当氧化锌负载量为0.01-10wt%时,所述复合材料对亚甲基蓝的催化效率为10%-90%;
在另一优选例中,当氧化锌负载量为0.01-10wt%时,所述复合材料对亚甲基蓝的催化效率为10-80%,较佳地为10-70%,更佳地为10-60%。
2)当氧化锌负载量为0.01-10wt%时,所述复合材料对甲基橙的催化效率为5-70%,较佳地为5-60%,更佳地为8%-50%。
本发明的第二方面,提供了一种制备本发明第一方面所述复合材料的方法,所述方法包括如下步骤:
1)提供一纤维素溶胶膜;
2)将所述纤维素溶胶膜置于锌盐溶液中,加热所述浸有纤维素溶胶膜的锌盐溶液,得到本发明第一方面所述的纤维素/纳米氧化锌复合材料。
在另一优选例中,所述纤维素溶胶膜是如下制备的:
a)提供一纤维素溶液;
b)将经脱泡处理的所述纤维素溶液在载片上涂膜,得到所述纤维素溶胶膜。
在另一优选例中,所述纤维素溶液的溶剂为氢氧化钠、尿素和水的混合溶液。
在另一优选例中,所述溶剂中氢氧化钠:尿素:水三者的质量比为5-10:10-15:70-90。
在另一优选例中,所述溶剂中氢氧化钠:尿素的质量比为5-10:10-15。
在另一优选例中,按纤维素溶液的总重量计,在所述纤维素溶液中纤维素含量为2-15wt%,较佳地为4-10wt%,更佳地为4-8wt%。
在另一优选例中,所述纤维素为粉状、棉短绒状。
在另一优选例中,所述纤维素粒径为5-100μm,较佳地为20-80μm,更佳地为25-50μm。
在另一优选例中,所述棉短绒聚合度为50-2000,较佳地为100-1000,更佳地为100-600。
在另一优选例中,所述载片为玻璃片、金属片、复合材料片、或其组合。
在另一优选例中,所述纤维素溶胶膜表面固化。
在另一优选例中,所述纤维素溶胶膜全部固化。
在另一优选例中,在步骤2)中待所述纤维素溶胶膜在锌盐溶液中放置2-48h后再进行加热处理,较佳地为2-24h,更佳地为5-12h。
在另一优选例中,在步骤2)之后还包括如下步骤:清洗和/或干燥所得纤维素/纳米氧化锌复合材料。
在另一优选例中,所述清洗溶剂为水,优选地为去离子水。
在另一优选例中,所述加热温度为50-95℃。
在另一优选例中,所述加热温度为50-85℃,较佳地为60-85℃,更佳地为70-85℃。
在另一优选例中,所述加热时间为4-48h,较佳地为4-24h,更佳地为12-24h。
在另一优选例中,所述锌盐为氧化锌、氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、六水合硝酸锌、醋酸锌、或其组合。
在另一优选例中,所述锌盐溶液的浓度为1-50mM,较佳地为1-30mM,更佳地为3-20mM。
本发明的第三方面,提供了一种本发明第一方面所述复合材料的用途,用于制备光催化剂。
本发明的第四方面,提供了一种制品,所述制品包含本发明第一方面所述的复合材料或由本发明第一方面所述的复合材料制成。
本发明的第五方面,提供了一种光催化方法,使用本发明第一方面所述的复合材料作为光催化剂。
应理解,在本发明范围内中,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在此不再一一累述。
附图说明
图1是本发明实施例1至实施例5中纤维素/纳米氧化锌复合材料的SEM形貌图。
图2是本发明实施例5中纤维素/纳米氧化锌复合材料的X射线光电子能谱图。
图3是本发明实施例5中纤维素/纳米氧化锌复合材料的紫外-可见光吸收光谱图(左图)和在紫外光下对亚甲基蓝的降解效率图(右图)。
图4是本发明对比例1所得复合材料的SEM形貌图。
具体实施方式
本发明人经过长期而深入的研究,意外地发现以纤维素膜为基体,在其表面生长氧化锌纳米颗粒所制得的纤维素/氧化锌复合材料具有高的催化效率。基于上述发现,发明人完成了本发明。
术语
如本文所用,术语“本发明纤维素/纳米氧化锌复合材料”、“纤维素/纳米氧化锌复合材料”、“纤维素氧化锌复合材料”、“复合材料”或者“纤维素氧化锌复合膜”可互换使用,均指包含纤维素层和位于所述纤维素层的至少一个主表面的纳米氧化锌层,且所述纳米氧化锌层主要由纳米氧化锌颗粒组成的复合材料。
纤维素
纤维素是地球上最丰富绿色可再生的天然聚合物之一。纤维素具有多羟基结构,分子间具有极强的氢键作用,化学、物理性能稳定。另外,其多孔结构可以作为金属粒子原位合成的纳米反应器。纤维素的强吸附性可将有机物分子富集在纤维素表面从而提高催化剂的催化降解效率,是一种理想的光催化剂载体。
纤维素溶胶膜
本发明所述纤维素溶胶膜是如下制备的:
a)提供一纤维素溶液;
b)将经脱泡处理的所述纤维素溶液在载片上涂膜,得到所述纤维素溶胶膜。
具体地,所述纤维素溶液的溶剂为氢氧化钠、尿素和水的混合溶液。
在一优选例中,所述溶剂中氢氧化钠:尿素:水三者的质量比为5-10:10-15:70-90。
典型地,所述溶剂中氢氧化钠:尿素的质量比为5-10:10-15。
具体地,按纤维素溶液的总重量计,在所述纤维素溶液中纤维素含量为2-15wt%,较佳地为4-10wt%,更佳地为4-8wt%。
在本发明中,所述纤维素没有特别限制,可以选用本领域常规材料,或用常规方法制备,或从市场购买得到。
代表性地,所述纤维素包括(但并不限于)为粉状、棉短绒状。
在一优选例中,所述纤维素粒径为5-100μm,较佳地为20-80μm,更佳地为25-50μm。
在一优选例中,所述棉短绒聚合度为50-2000,较佳地为100-1000,更佳地为100-600。
在本发明中,所述载片没有特别限制。
代表性地,所述载片包括(但并不限于):玻璃片、金属片、复合材料片、或其组合。
在一优选例中,所述纤维素溶胶膜表面固化。
在一优选例中,所述纤维素溶胶膜全部固化。
锌盐溶液
在本发明中,所述锌盐没有特别限制,可以选用本领域常规材料,或者用常规方法制备,或从市场购买得到。
代表性地,在本发明所述锌盐溶液中,锌盐包括(但并不限于):氧化锌、氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、六水合硝酸锌、醋酸锌、或其组合。
具体地,所述锌盐溶液的浓度为1-50mM,较佳地为1-30mM,更佳地为3-20mM。
复合材料
本发明所述复合材料包含纤维素层和复合于所述纤维素层的至少一个主表面的纳米氧化锌颗粒。
具体地,所述纳米氧化锌颗粒在纤维素层的至少一个主表面的面积覆盖率为10-95%。
在一优选例中,所述纳米氧化锌颗粒在所述纤维素层的至少一个主表面的面积覆盖率为30-95%,较佳地为30-80%,更佳地为30-70%。
典型地,所述纤维素与所述纳米氧化锌颗粒的重量比为20-1,较佳地为18-1,更佳地为12-1。
在一优选例中,所述纤维素层的厚度为0.25mm-5mm,较佳地为0.5mm-3mm,更佳地为0.5mm-1.5mm。
本发明所述复合为物理负载和/或化学键合。
代表性地,所述纳米氧化锌颗粒在纤维素层的至少一个主表面以一个或多个纳米氧化锌聚集体存在。
具体地,所述纳米氧化锌聚集体的粒径为0.5μm-12μm,较佳地为1.5μm-10μm,更佳地为1.5μm-5μm。
代表性地,所述纳米氧化锌颗粒包括(但并不限于):类球状、球状、棒状、针状、片状和/或花状。
在一优选例中,所述纳米氧化锌颗粒的粒径为100-2000nm,较佳地为100-1000nm,更佳地为400-800nm。
在本发明中,所述复合材料具有选自下组的一个或多个特征:
1)当氧化锌负载量为0.01-10wt%时,所述复合材料对亚甲基蓝的催化效率为10%-90%;
具体地,当所述复合材料负载0.003-0.006g所述纳米氧化锌颗粒时,所述复合材料对亚甲基蓝的催化效率为10-80%,较佳地为10-70%,更佳地为10-60%。
典型地,所述纳米氧化锌颗粒对亚甲基蓝的催化比为10-5mol/g。
2)当氧化锌负载量为0.01-10wt%时,所述复合材料对甲基橙的催化效率为5-70%,较佳地为5-60%,更佳地为8%-50%。
将本发明所述纤维素/纳米氧化锌复合材料用于光催化领域,由于纤维素的吸附性可将有机分子富集在其表面,同时具有多重形貌结构的纳米氧化锌颗粒纳米效应突出,催化降解性能优异。具体地,所述纤维素/纳米氧化锌复合材料能够在紫外光照射下快速降解亚甲基蓝和甲基橙等有机污染物。
制备方法
本发明所述复合材料的制备方法包括如下步骤:
1)提供一纤维素溶胶膜;
2)将所述纤维素溶胶膜置于锌盐溶液中,加热所述浸有纤维素溶胶膜的锌盐溶液,得到本发明所述的纤维素/纳米氧化锌复合材料。
其中,所述纤维素溶胶膜是如下制备的:
a)提供一纤维素溶液;
b)将经脱泡处理的所述纤维素溶液在载片上涂膜,得到所述纤维素溶胶膜。
具体地,所述纤维素溶液的溶剂为氢氧化钠、尿素和水的混合溶液。
在一优选例中,所述溶剂中氢氧化钠:尿素:水三者的质量比为5-10:10-15:70-90。
典型地,所述溶剂中氢氧化钠:尿素的质量比为5-10:10-15。
具体地,按纤维素溶液的总重量计,在所述纤维素溶液中纤维素含量为2-15wt%,较佳地为4-10wt%,更佳地为4-8wt%。
代表性地,所述纤维素包括(但并不限于)为粉状、棉短绒状。
在一优选例中,所述纤维素粒径为5-100μm,较佳地为20-80μm,更佳地为25-50μm。
在一优选例中,所述棉短绒聚合度为50-2000,较佳地为100-1000,更佳地为100-600。
代表性地,所述载片包括(但并不限于)玻璃片、金属片、复合材料片、或其组合。
在一优选例中,所述纤维素溶胶膜表面固化。
在一优选例中,所述纤维素溶胶膜全部固化。
在一优选例中,在步骤2)中待所述纤维素溶胶膜在锌盐溶液中放置2-48h后再进行加热处理,较佳地为2-24h,更佳地为5-12h。
在一优选例中,在步骤2)之后还包括如下步骤:清洗和/或干燥所得纤维素/纳米氧化锌复合材料。
代表性地,所述清洗溶剂包括(但并不限于)水,优选地为去离子水。
典型地,所述加热温度为50-95℃。
在一优选例中,所述加热温度为50-85℃,较佳地为60-85℃,更佳地为70-85℃。
在一优选例中,所述加热时间为4-48h,较佳地为4-24h,更佳地为12-24h。
代表性地,所述锌盐包括(但并不限于)氧化锌、氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、六水合硝酸锌、醋酸锌、或其组合。
具体地,所述锌盐溶液的浓度为1-50mM,较佳地为1-30mM,更佳地为3-20mM。
使用本发明所述方法制备本发明所述纤维素/纳米氧化锌复合材料,制备方法简单、成本低且可操作性强。
综上所述,本发明在纤维素表面通过原位生长具有多级结构的纳米氧化锌,由于纤维素溶液中含有氢氧化钠、尿素,故可在纤维素反向成膜的过程中在纤维素膜表面形成并固定氧化锌种子,然后通过水热法便可在氧化锌种子上生长成多重形貌结构的纳米氧化锌,方法简易可行。其中基体纤维素具有较强的吸附作用可将有机物分子在氧化锌周围富集,提高光催化效率。
实验证明该方法制备的复合材料能够用较少的氧化锌用量实现较高的光催化效率。
与现有技术相比,本发明具有以下主要优点:
(1)制备方法简单,只需经过溶解、反相成膜、原位生长过程,无需高温煅烧。此外,本制备方法原料易得,成本低廉;
(2)纳米氧化锌在纤维素表面的生长过程为自由生长,在空间能自由取向生长,可在一定程度上避免团聚遮挡,具有较高的空间占有率,在光催化过程中可充分的与有机物、紫外光接触,光催化效率高;
(3)安全性高,由于氧化锌种子是在膜表面微孔中生成故跟纤维素层有较强的结合力,不易脱落,这就保证了纳米材料的安全性,而且避免了纳米氧化锌由于纳米效应所形成的团聚、遮挡和潜在毒性的缺点;
(4)利用该纤维素/纳米氧化锌复合材料降解有机物时使用方便,由于纤维素膜具有柔韧性,使用时可将膜贴附于反应器壁,形状可随意改变,光催化结束后无需复杂的过滤收集,用水冲刷后即可重复使用。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明,否则百分比和份数按重量计算。
除非另行定义,文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外,任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
实施例1 复合材料1
采用平均粒径为50μm的纤维素粉
步骤1:按氢氧化钠:尿素:水=7:12:81(wt%)配置纤维素溶解液,放入冰箱预冷至-5-15℃。在预冷溶解液中加入8wt%的纤维素,在低于5℃下搅拌3min,得到均匀透明的纤维素溶液。
步骤2:将步骤1得到的纤维素溶液离心脱气,并在玻璃片上涂膜,静置10min。
步骤3:室温下将步骤2所得物浸入3.5mM的氯化锌溶液中静置10h,纤维素反相成膜,氧化锌成核。
步骤4:将步骤3所得物用去离子水洗涤3-5次,并在室温下风干,得到复合材料1
结果
对所得复合材料进行表面形貌、光催化性能、热重、X射线光电子能谱等测试。
图1为实施例1-5所制得复合材料的SEM形貌图。从图1中可以看出,实施例1所制备的复合材料1中纳米氧化锌颗粒在纤维素层表面无规则形貌,且分布较不均匀。
实施例2 复合材料2
采用平均粒径为50μm的纤维素粉
步骤1:按氢氧化钠:尿素:水=7:12:81(wt%)配置纤维素溶解液,放入冰箱预冷至-5-15℃。在预冷溶解液中加入8wt%的纤维素,在低于5℃下搅拌3min,得到均匀透明的纤维素溶液。
步骤2:将步骤1得到的纤维素溶液离心脱气,并在玻璃片上涂膜,静置10min。
步骤3:室温下将步骤2所得物浸入3.5mM的氯化锌溶液中静置10h,纤维素反相成膜,氧化锌成核。
步骤4:将步骤3所得物在80℃加热4h,水热法在纤维素膜表面原位生长具有多级结构的氧化锌纳米颗粒。
步骤5:将步骤4所得物用去离子水洗涤3-5次,并在室温下风干,得到复合材料2。
结果
从图1中可以看出,实施例2所制备的复合材料2中纳米氧化锌颗粒在纤维素层表面呈不规则片状。
实施例3 复合材料3
同实施例2,区别在于:步骤4中为在75℃下加热12h,制得复合材料3。
结果
从图1中可以看出,实施例3所制备的复合材料3中纳米氧化锌颗粒在纤维素层表面呈薄片状组成的近球形。
实施例4 复合材料4
同实施例2,区别在于:步骤4中为在80℃下加热20h,制得复合材料4。
结果
从图1中可以看出,实施例4所制备的复合材料4中纳米氧化锌颗粒在纤维素层表面呈较厚片状组成的球形。
实施例5 复合材料5
同实施例2,区别在于:步骤4中为在85℃下加热24h,制得复合材料5。
结果
从图1中可以看出,实施例5所制备的复合材料5中纳米氧化锌颗粒在纤维素层表面呈多刺球状。此外,随着加热温度和加热时间的增加,纳米氧化锌颗粒在纤维素层表面的形貌逐渐趋于规整,聚集体粒径逐渐增大。
实施例6 性能测试
光催化性能测试
将上述实施例1-5中所制得复合材料1-5分别进行光催化性能测试。具体步骤如下:
配置浓度为2x10-5mol/L的亚甲基蓝溶液,用石英试管取5份30ml该溶液并分别加入0.06g复合材料1-5,于黑暗环境下搅拌30min,进行脱吸附平衡,测其吸光度。然后开启紫外光源,每隔30min取亚甲基蓝溶液1ml,再测其吸光度。测试总时间为3h。
热重测试
取适量的纤维素氧化锌复合材料,通过TG测试可知其中氧化锌含量约为5-10wt%。
图2为复合材料5的X射线光电子能谱图,从图2中可以看出,Zn 3p1/2结合能的峰值大约在1020eV和1042.5eV,为ZnO化合物形式存在,表示按照本发明所述方法可以成功制备纤维素氧化锌复合材料。
图3为复合材料5的紫外-可见光吸收光谱图(左图)和在紫外光下对亚甲基蓝的降解效率图(右图)。从图3左图中可以看出,随着反应时间的增加,亚甲基蓝在665nm处的最大吸收峰位置并没有发生变化,只是吸收度从0.65逐渐降至0.28,说明本发明所制备的纤维素氧化锌复合材料受到紫外光照射后,对亚甲基蓝溶液进行了光催化反应。从图3右图中可以看出,随着反应时间的增加,本发明复合材料对亚甲基蓝的降解效率逐渐升高,在2个小时后达到稳定值约55%。
复合材料1-5和对比例1的氧化锌负载量和对亚甲基蓝的降解效率数据见表1。
表1 氧化锌负载量VS亚甲基蓝降解效率
从表1中可以看出,随着纳米氧化锌颗粒的形貌逐渐趋于完整,复合材料对亚甲基蓝的催化效率也呈现出显著的提升,当氧化锌负载量为8.3%(0.00498g)时,催化效率可高达60%。相比于传统氧化锌粉末光催化剂,其氧化锌用量为0.00498g时,对亚甲基蓝的催化效率≤5%。这表明本发明复合材料中负载少量的氧化锌即可获得非常高的催化效率。
对比例1 复合材料C1
同实施例2,区别在于:在步骤2)中不经过静置步骤,制得复合材料C1。
结果
图4为复合材料C1的SEM图,从图4中可以看出,在复合材料C1的纤维素层表面纳米氧化锌颗粒无法形成颗粒状规整形貌。
在同其他实施例相同的条件下,对复合材料C1进行热重测试和光催化性能测试,可知复合材料C1中,纳米氧化锌的负载量为0.2%,其对亚甲基蓝的降解效率为0.5%。这表明未经过静置步骤的复合材料C1纳米氧化锌负载量极低,难以形成稳定的纤维素氧化锌复合材料,并且对亚甲基蓝降解效率较低,不是理想的光催化剂,所以静置步骤对本发明方法制备纤维素氧化锌复合材料起着至关重要的作用。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (12)

1.一种纤维素/纳米氧化锌复合材料,其特征在于,所述复合材料包含纤维素层和复合于所述纤维素层的至少一个主表面的纳米氧化锌颗粒;
且所述纤维素/纳米氧化锌复合材料的制备方法包括如下步骤:
1)提供一纤维素溶胶膜;
2)将所述纤维素溶胶膜置于锌盐溶液中,加热所述浸有纤维素溶胶膜的锌盐溶液,得到所述的纤维素/纳米氧化锌复合材料;
其中,所述纤维素溶胶膜是如下制备的:
a) 提供一纤维素溶液,所述纤维素溶液的溶剂为氢氧化钠、尿素和水的混合溶液;
b) 将经脱泡处理的所述纤维素溶液在载片上涂膜,得到所述纤维素溶胶膜。
2.如权利要求1所述复合材料,其特征在于,所述纳米氧化锌颗粒在纤维素层的至少一个主表面的面积覆盖率为10-95%。
3.如权利要求1所述复合材料,其特征在于,所述纳米氧化锌颗粒在纤维素层的至少一个主表面以纳米氧化锌聚集体存在。
4.如权利要求1所述复合材料,其特征在于,所述纳米氧化锌颗粒为类球状、球状、棒状、针状、片状和/或花状。
5.如权利要求1所述复合材料,其特征在于,所述复合材料具有选自下组的一个或多个特征:
1)当氧化锌负载量为0.01-10wt%时,所述复合材料对亚甲基蓝的催化效率为10%-90%;
2)当氧化锌负载量为0.01-10wt%时,所述复合材料对甲基橙的催化效率为5-70%。
6.如权利要求5所述复合材料,其特征在于,所述复合材料对甲基橙的催化效率为5-60%。
7.如权利要求5所述复合材料,其特征在于,所述复合材料对甲基橙的催化效率为8%-50%。
8.一种制备权利要求1所述复合材料的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
1)提供一纤维素溶胶膜;
2)将所述纤维素溶胶膜置于锌盐溶液中,加热所述浸有纤维素溶胶膜的锌盐溶液,得到权利要求1所述的纤维素/纳米氧化锌复合材料;
其中,所述纤维素溶胶膜是如下制备的:
a) 提供一纤维素溶液;
b) 将经脱泡处理的所述纤维素溶液在载片上涂膜,得到所述纤维素溶胶膜。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述加热温度为50-95℃。
10.一种权利要求1所述复合材料的用途,其特征在于,用于制备光催化剂。
11.一种制品,其特征在于,所述制品包含权利要求1所述的复合材料或由权利要求1所述的复合材料制成。
12.一种光催化方法,其特征在于,使用权利要求1所述的复合材料作为光催化剂。
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