[发明专利]纤维复合膜催化剂的制备方法及应用

摘要

纤维复合膜催化剂的制备方法，制备步骤如下：首先将纤维素纤维进行羧甲基化处理，引入大量的羧基基团，其次通过浸渍搅拌将金属有机框架MOFs原位合成在纤维上，然后通过微波还原将纳米Ag（Ag NPs）负载分散在MOFs上，最后经过洗涤，抽滤，抄造成形即得到纳米纸基复合膜催化材料；其中Ag纳米粒子的粒径在6～20nm之间，通过与MOFs的协同作用能够实现将废水中对硝基苯酚快速催化降解转化为对氨基苯酚，一次转化率高达99%以上；相比于传统的颗粒催化剂，解决了其回收难的问题，并且催化时间短、效率高，可以作为填料与其他植物纤维混合抄造制备催化膜材料，在处理工业废水领域具有广泛的应用前景。

主权项

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。