[发明专利]一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料的制备方法

说明书

本发明公开一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料的制备方法，以粘胶涤纶棉花混纺面料为主要原料，将粘胶面料进行开松、梳理成短纤，非织造针刺成毡，然后与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体再进行预处理，炭化活化制备成活性炭纤维布基材料，之后采用液相还原法，使得载体表面负载纳米铁，应用于水处理领域。具体制备方法如下：(1)制备二维活性炭纤维布；(2)制备纳米铁；(3)采用液相还原法按照相应的比例将纳米铁负载到载体上，随后烘干；最终负载纳米铁的活性炭纤维布包裹负载纳米铁的来源于生物的炭基材料。本发明使得粘胶高分子纤维面料高值利用，既解决了废弃纺织物资源回收利用，又可实现有机氯农药废水的降解和重金属镉铅的去除。

技术领域

本发明既涉及环境中废水处理炭材料、重金属镉铅去除炭材料和有机氯降解炭材料领域，又涉及固体废弃纺织物高质化循环利用技术领域，具体涉及一种利用粘胶高分子纤维面料生产活性炭纤维布，再将其与纳米铁材料结合制备复合材料。

背景技术

活性炭纤维布是一种新型多孔性功能材料和环保工程材料，由具有经纬相互交织织物结构的平织布或斜纹布构成。制备过程是以长粘胶纤维丝为原丝织造而成。其既具有活性炭纤维所拥有的优异特性，又具有优良的耐高温性能，导电性能以及良好的柔韧性和机械强度等性能。可应用于耐高温材料，防火阻燃材料，环境污染处理材料以及防毒等特殊功能的材料。

纳米铁是一种具有高反应活性和强吸附性能的纳米级功能材料，对水中一些难降解污染物的去除效果显著。传统的纳米铁通常采用高能球磨、液相还原或气相沉积等方法制备，由于纳米颗粒表面能较高，因此容易发生氧化和团聚现象，降低反应活性。且传统纳米铁制备过程中采用的化学试剂会对环境造成二次污染。

中国专利CN103787430A公开了一种制造高强度粘胶基活性炭纤维布的方法。采用本发明生产工艺过程简单，易于控制，可连续化生产，并可根据实际应用要求进行生产工艺优化，制造出不同规格的高强度活性炭纤维布产品。可广泛地应用于制造的防火、防毒、防化等防护用品及装饰用品等产品。

中国专利CN103787430A公开了一种决速深度处理有机氯农药废水的复合材料。采用本发明的复合材料可快速实现有机氯农药的降解，30分钟基本降解完全。此发明中所采用的活性炭纤维布原材料并未阐明是其自制的，采用现有的技术产品既不节能又不环保。

基于上述，基于国内粘胶高分子纤维面料制备活性炭纤维布已有报道，但基于轻工特色产业固废制备再生活性炭纤维布未见报道且国外没有此技术。本发明主要是利用混杂高分子纤维面料生产的活性炭纤维布，并将其与纳米铁强吸附功能材料结合制备成复合材料。既期望应用于制造的防火、防毒、防化等防护用品及装饰用品等产品，又期望将其复合材料应用于水处理反应器、重金属去除器件以及有机氯农药降解器件。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是利用粘胶高分子纤维面料经开松、梳理成短纤，气流铺网非织造针刺成毡，然后与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体再进行预处理，炭化活化制备成活性炭纤维布基炭材料，再将其与纳米铁材料结合，提供一种二维活性炭纤维布炭基复合材料，从而使得粘胶高分子纤维面料获得高质化循环利用，同时又得到了特殊功能化的复合材料及其制备方法。

为了实现本发明的目的，具体技术方案如下：

一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，由下述重量配比的原料制成：载体80~95份、纳米铁5~20份；所述的载体是以粘胶涤纶化纤和棉花混纺面料经开松、梳理成短纤，气流铺网非织造针刺成毡，碳化活化制成二维活性炭纤维布，然后与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体；载体的表面负载纳米铁。