[发明专利]纤维复合膜催化剂的制备方法及应用

权利要求书

1.纤维复合膜催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）按质量百分比，在0.5～2g纤维素浆料中加入浓度为15～25%的氢氧化钠溶液5～10mL，在常温下进行碱化反应，反应2～4h后，再加入5～10mL浓度为20～25%氯乙酸钠溶液在40～60℃温度下进行醚化反应，反应3～5h，最后在室温下用无水乙醇洗涤纤维至中性得到羧甲基纤维；

2）配置两份100mL的N,N-二甲基甲酰胺DMF、乙醇和水的混合溶液，记为A溶液和B溶液，N,N-二甲基甲酰胺DMF、乙醇和水的体积比为1：1:1；在A溶液中加入Cu系金属盐,Cu离子浓度为0.0043mM，在B溶液中加入有机配体，Cu离子和有机配体摩尔比为1:3，充分搅拌；称取1～3g羧甲基纤维先在A溶液中浸渍30～120min，然后在转移到B溶液中浸渍30～120min，重复交替浸渍4～6次；浸渍完成后将羧甲基纤维在100mL二氯甲烷中浸泡4小时，最后在60～80℃下真空干燥3～5h，Cu系金属框架物MOFs即可原位合成在羧甲基纤维上,记为MOF/纤维；

3）配置50ml乙醇和水的混合溶液，乙醇和水体积比为5:1，称取银离子浓度为60～80mM的Ag系金属盐加入混合溶液中，充分搅拌；将步骤2）制备的MOF/纤维加入到上述混合溶液中充分浸渍搅拌6～8h，然后过滤出纤维，利用微波还原法将纳米Ag还原出来负载分散在MOFs上；最后将样品用去离子水洗涤5～8次，抽滤，抄造成形得到纸基滤膜材料。

2.根据权利要求1中所述的纤维复合膜催化剂的制备方法，其特征在于，所述的纤维素浆料采用棉溶解浆、DQP漂白竹浆或阔叶木浆，纤维素浆料经过浆料分散，制得质量分数为2～10%的纤维素浆料。

3.根据权利要求1中所述的纤维复合膜催化剂的制备方法，其特征在于，碱化反应氢氧化钠与纤维浆料的质量比为0.5～1.25:1g，醚化反应中氯乙酸钠与纤维浆料的质量比为1～2:1g。

4.根据权利要求1中所述的纤维复合膜催化剂的制备方法，其特征在于，所述的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、乙醇和水的体积比为1:1:1，所述Cu系金属盐采用硝酸铜、醋酸铜、硫酸铜或氯化铜；有机配体为均苯三甲酸或对苯二甲酸；纤维浸渍时间为30～120min。

5.根据权利要求1中所述的纤维复合膜催化剂的制备方法，其特征在于，所述的Ag系金属盐采用硝酸银、硫酸银或氟化银，加入溶液后银离子浓度为60～80mM，浸渍搅拌5～8h。

6.根据权利要求1中所述的纤维复合膜催化剂的制备方法，其特征在于，所用微波还原法，其微波还原的功率为600～800w，还原时间为10～20分钟。

7.根据权利要求1所述的纤维复合膜催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）选取棉溶解浆，经过打浆分散，制得质量分数为4%的纤维素浆料；在1g纤维素浆料中加入5ml浓度为15%氢氧化钠溶液，在常温下进行碱化反应，反应3h后，再加入5ml浓度为20%的氯乙酸钠溶液在60℃下进行醚化反应，反应4h，最后在室温下用无水乙醇洗涤纤维至中性得到羧甲基纤维；

2）配置两份100ml的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、乙醇和水的混合溶液记为A溶液和B溶液，N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、乙醇和水的体积比为1:1:1；在A溶液中加入2g醋酸铜，在B溶液中加入1g均苯三甲酸，充分搅拌；称取2g的羧甲基纤维先在A溶液中浸渍30min，然后在转移到B溶液中浸渍30min，重复交替浸渍5次；浸渍完成后将羧甲基纤维在100ml二氯甲烷中浸泡4小时，最后在70℃下真空干燥4h，Cu系金属框架物MOFs可原位合成在羧甲基纤维上，记为MOFs/纤维；

3）配置50ml乙醇和水的混合溶液，乙醇和水体积比为5:1，称取0.5g的硝酸银加入混合溶液中，充分搅拌；将步骤2）制备的MOFs/纤维加入到上述混合溶液中充分浸渍搅拌6h，然后过滤出纤维，将纤维置于700w的微波下还原15min，纳米Ag即可还原出来负载分散在MOF上；最后用去离子水洗涤6次，抽滤，抄造成形得到纸基膜催化材料。