一種納米復合物及其制備方法和應用

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米復合物及其制備方法和應用。

背景技術(shù)

隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展越來(lái)越多的污染物被釋放，如金屬離子、有機染料和清洗劑廣泛污染物的釋放是水污染的主要原因，這個(gè)嚴重的環(huán)境問(wèn)題威脅著(zhù)整個(gè)地球的環(huán)境安全。有機染料具有高毒性、化學(xué)穩定性、生物降解速度緩慢并可能致癌的特征，但它們仍然廣泛應用于印刷、紡織工業(yè)、紙張、顏料、皮革和藥品等行業(yè)?，F有的各種技術(shù)，如物理吸附、光催化降解、化學(xué)氧化、膜過(guò)濾，實(shí)現了降解這些有機染料。然而，這些水處理方法帶來(lái)了其它的挑戰。例如，吸附和膜過(guò)濾處理方法會(huì )產(chǎn)生過(guò)量的固體廢物，不易處理。光催化反應有太陽(yáng)能能量轉換效率低和分離催化劑回收困難等問(wèn)題。

金屬納米粒子具有奇特的力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)性能等，所以合成金屬納米材料具有重大的意義。納米粒子的常用合成方法包括以下這些：

1)氣相化學(xué)反應法。氣相化學(xué)反應法制備納米粒子是利用揮發(fā)性的金屬化合物的蒸氣，通過(guò)化學(xué)反應生成所需要的化合物,在保護氣體環(huán)境下快速冷凝,從而制備各類(lèi)物質(zhì)的納米粒子。

2)沉淀法。沉淀法是在溶液狀態(tài)下將不同化學(xué)成分的物質(zhì)混合,在混合溶液中加入適當的沉淀劑制備納米粒子的前驅體沉淀物,再將此沉淀物進(jìn)行干燥或煅燒,從而制得相應的納米粒子。

3)水熱合成法。水熱合成法是液相中制備納米粒子的一種方法。一般是在100～350℃溫度下和高氣壓環(huán)境下使無(wú)機或有機化合物與水化合,通過(guò)對加速滲析反應和物理過(guò)程的控制,得到改進(jìn)的無(wú)機物,再過(guò)濾、洗滌、干燥,從而得到高純、超細的各類(lèi)微粒子。

4)噴霧熱解法。噴霧熱解法的原理是將所需的某種金屬鹽的溶液噴成霧狀,送入加熱設定的反應室內,通過(guò)化學(xué)反應生成細微的粉末粒子。根據對噴霧液滴熱處理的方式不同,可以把噴霧熱解法分為噴霧干燥、噴霧焙燒、噴霧燃燒和噴霧水解等四類(lèi)。

5)溶膠—凝膠法。溶膠—凝膠法是制備納米粒子的一種濕化學(xué)法。它的基本原理是以液體的化學(xué)試劑配制成金屬無(wú)機鹽或金屬醇鹽前驅物，前驅物溶于溶劑中形成均勻的溶液，溶質(zhì)與溶劑產(chǎn)生水解或醇解反應，反應生成物經(jīng)聚集后,一般生成1nm左右的粒子并形成溶膠。

以上化學(xué)合成方法存在的問(wèn)題有：1、步驟繁瑣，條件比較復雜苛刻，而且需要加入還原劑和分散劑等；2、效果較差，合成的產(chǎn)物分散性差，后續處理較難；3、難實(shí)現產(chǎn)業(yè)化，只局限于實(shí)驗室的操作合成。

發(fā)明內容

針對現有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種納米復合物、及其制備方法和在染料廢水處理領(lǐng)域的應用。該復合物制備簡(jiǎn)單，廢水的處理效率高，速度快。

本發(fā)明提供的納米復合物包括木質(zhì)材料和負載在所述木質(zhì)材料(簡(jiǎn)稱(chēng)木材)上的納米顆粒。

在本申請的說(shuō)明書(shū)中，“木質(zhì)材料/納米顆粒復合物”或“納米顆粒/木質(zhì)材料復合物”均指本發(fā)明所述納米復合物。

根據本發(fā)明，所述木質(zhì)材料可以為木材。所述木質(zhì)材料由木質(zhì)素、纖維素和半纖維素組成，其中木質(zhì)素有還原作用，可將金屬鹽溶液中的金屬離子還原成零價(jià)，起到還原劑的作用；纖維素中含有很多羥基端，可與金屬離子形成配位鍵，達到吸附的作用，使金屬納米顆粒與木頭牢牢結合，不易脫落。并且木質(zhì)材料中含有很多通道，孔徑小，大小均一，可將金屬納米顆粒分散，得到大小均一的產(chǎn)物，起到分散劑的作用。

技術(shù)負責人： 陳鳳娟 化學(xué)化工學(xué)院