[发明专利]一种生物质纳米材料多孔微球及其制备方法

说明书

本发明提供一种生物质纳米材料多孔微球及其制备方法。该生物质纳米材料多孔微球主要由生物质纳米材料、纳米二氧化锰、纳米二氧化钛及海藻酸钠组成，具有丰富的孔隙结构，孔径在10‑600μm之间。该微球具有超强的吸附降解阳离子染料的能力，并且通过短时间紫外光照即可再生，具有可重复利用的特性。

【技术领域】

本发明涉及一种生物质纳米材料多孔微球，特别涉及一种生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛多孔微球以及其制备方法，属于生物质纳米材料领域。

【背景技术】

生物基纳米材料是指利用可再生物质，包括绿色植物和海洋动物等生物体，通过生物、化学及物理手段制备的一类新型纳米材料，是自然界中存在量最丰富的天然生物材料。通过取出绿色植物的纤维素中的非晶区部分，可以得到纤维素纳米晶。纤维素纳米晶自身带有丰富的官能团，能够对水环境中的污染物，染料等进行吸附。

金属氧化物是指氧元素与另外一种金属化学元素组成的二元化合物，金属氧化物在催化领域中的地位很重要，它作为主催化剂、助催化剂和载体被广泛使用。金属氧化物很多是半导体，因此，能带概念被用来解释催化现象，电导率、逸出功等金属氧化物整体性质被用来解释催化活性，离子的电子组态、晶格氧特性、表面酸碱性等氧化物的局部性质也被用来解释催化活性。金属氧化物可以实现对水环境中部分有机污染物的催化降解。

现有技术中，生物基纳米材料应用于水处理，多以生物基纳米材料/金属氧化物悬浮液或者气凝胶的形式进行应用，如专利号为CN 111111620 A的中国发明专利使用的为纤维素纳米晶/二氧化锰/海藻酸钠制备的水凝胶来进行水处理的应用。然而现有的材料制备方法存在应用后难以回收利用，造成二次污染的问题，或者存在对纳米材料利用效率底的问题，因此并不适合直接应用于污水处理。因此开发一种能够实现应用后回收利用，且具有较大比表面积，能够充分发挥生物基纳米材料性能的多孔微球具有重要意义。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的在于提供一种生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛/海藻酸钠多孔微球以及其制备方法。本发明采用了表面活性剂对其前驱体发泡的方法提高了多孔微球的比表面积，从而提高其对水中阳离子染料的吸附降解效率，同时引入二氧化钛实现了多孔微球的高效再生，实现重复利用，从而提高多孔微球中纳米材料的利用效率。

[技术方案]

为实现本发明目的，本发明实施例提供了一种生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛/海藻酸钠多孔微球以及其制备方法，该方法包括以下步骤：

将表面负载纳米二氧化锰的生物质纳米材料、纳米二氧化钛与海藻酸钠分散于水中形成混合水分散液，配合使用少量表面活性剂，利用发泡技术，获得多孔结构的生物质纳米材料/纳米二氧化锰/纳米二氧化钛/海藻酸钠多孔微球，通过短时间紫外光照再生，可重复利用。

上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述负载二氧化锰的生物质纳米材料可选择以下方式中的任意一种制备：

方法一：1)将纸浆加入含有氧化剂和还原剂的弱酸性水溶液中于一定温度下反应一定的时间后离心获得。

其中所述氧化剂为高锰酸锂、高锰酸钠、高锰酸钾、高锰酸铵、高锰酸钙、高锰酸钡、高锰酸锌、高锰酸镁、高锰酸汞、高锰酸镉、高锰酸铷中的一种或多种；

所述还原剂为氢化铝锂、氢化锂、氢化钠、氢化钾、氢化钙、氢化亚铜、硼氢化钠、硼氢化钾、亚硫酸钠、亚硫酸铵、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、亚硫酸氢铵、硫酸亚铁、氯化锌、甲酸、草酸、琥珀酸、乙醇、甲醇中的一种或几种；