【CN109796635A】一种具有催化活性的纤维素纳米银复合材料及其制备方法【专利】
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( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910001793 .1
(22)申请日 2019 .01 .02
(71)申请人 华南理工大学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号
(72)发明人 严宗诚 张玉明 陈砺
(74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 44245
代理人 罗啸秋
(51)Int .Cl . C08L 1/02(2006 .01) C08K 3/08(2006 .01) B01J 31/06(2006 .01) C07C 213/02(2006 .01) C07C 215/76(2006 .01)
( 54 )发明 名称 一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材
(10)申请公布号 CN 109796635 A (43)申请公布日 2019.05.24
权利要求书1页 说明书6页 附图2页
CN 109796635 A NhomakorabeaCN 109796635 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其特征在于包括如下制 备步骤：
(1)将微晶纤维素溶解于离子液体中，得到组分A； (2)将银盐水溶液加入到组分A中搅拌混合均匀，得到组分B； (3)将植物油与表面活性剂、助表面活性剂搅拌混合均匀，得到组分C； (4)将还原剂水溶液与组分C混合，搅拌乳化得到微乳液D； (5) 将组分B与组分C混合搅拌反应再生出纤维素 ，然后再 加入微乳液D搅拌反应 ，反应 完成后静置，固体产物经分离、洗涤、干燥，得到所述具有催化活性的纤维素/纳米银复合材 料。 2 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于：步骤(1)中所述的离子液体是指1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体；所述组分A 中微晶纤维素的质量浓度为2％～8％。 3 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于：步骤(2)中所述的银盐为硝酸银、氟化银、四氟硼酸银中的至少一种；所述银盐水 溶液的浓度为0 .06～1 .8M。 4 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于：步骤(3)中所述植物油为大豆油、蓖麻油、环氧大豆油、麻风树油中的至少一种。 5 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于：步骤(3)中所述表面活性剂为辛基苯基聚氧乙烯醚、双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺 酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种；所述助表面活性剂为正丁醇、异丁醇和异丙醇中的至 少一种。 6 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于 ：步骤 (3) 中所述植物油与表面活性剂的 质量比 为2:1 ，表面活性剂与助表面活性 剂的质量比为3:(1～0)。 7 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于：步骤(4)中所述还原剂为抗坏血酸、硼氢化钠、柠檬酸钠中的至少一种；所述还原 剂水溶液的浓度为0 .06～1 .8M。 8 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于：步骤(5)中所述分离是指过滤分离，所述洗涤是指用乙醇洗涤，所述干燥是指在 60～90℃真空干燥10～12h。 9 .一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料，其特征在于：通过权利要求1～8任一 项所述的方法制备得到。
2
CN 109796635 A
说 明 书
1/6 页
一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料及其制备方法
技术领域 [0001] 本发明属于天然高分子复合材料领域，具体涉及一种具有催化活性的纤维素/纳 米银复合材料及其制备方法。
背景技术 [0002] 材料复合化是现代材料科学发展的趋势，聚合物/纳米粒子复合材料更是成为其 中富有吸引力的领域。通过不同材料的复合，实现材料之间的优化和互补，得到性能更加优 异的复合材料。具有体积效应、表面效应、尺寸效应和宏观量子隧道效应等特性的纳米粒子 与聚会物复合后，便会使其产生催化性、导电性、磁性、抗菌性和表面增强拉曼散射等性质。 但由于聚合物和无机材料分子间作用力的不同而产生的界面不相容性给二者之间的复合 带来了不便。 [0003] 石油基合成高分子材料使人类物质生活状况发展到空前水平。然而，化石燃料的 消耗导致了一系列环境问题，为缓解化石燃料消耗带来的严峻形势，科学家们对许多生物 质资源(如糖、植物油、木质素、纤维素等)的应用进行了广泛而深入的探索。纤维素是地球 上最丰富的 可再生资源 ，具有可降 解性 ，价格低廉 ，绿色环保等优点 ，被广泛应 用于生活的 各个领域。银纳米粒子以 其具有的强大的 抗菌性能 而成为应 用最广泛的 纳米材料 ，此外还 被应用于催化、表面增强拉曼散射、电子工业等诸多领域。目前，制备纳米银的方法较多，主 要有液相化学还原法、光化学还原法、电化学还原法和分子自组装等。但银纳米粒子在直接 应用时易发生聚集、使用后不易回收等问题，为了克服这一弊端，一个有效的方法就是将银 纳米粒子固定到载体上。而纤维素上存在的诸多羟基可以与纳米银发生强烈的相互作用而 使其成为一种有效载体。纤维素纳米复合材料的 制备主要有微波辐射法以 及水热法 ，但这 些方法中有许多运用到了对环境有害的有机溶剂，反应过程不易控制。故采用一种更加环 保和易控制的方法制备纤维素/银纳米粒子复合材料是研究者所关注的问题。
料及其制备方法 ( 57 )摘要
本发明属于天然高分子复合材料领域，公开 了一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料 及 其 制备 方 法 。将 微晶 纤 维 素 溶 解 于 离 子 液 体 中 ，得到组分A ，然后加入银盐水溶液 ，得到组分 B；将植物油与表面活性剂、助表面活性剂搅拌混 合均匀 ，得到组分C ；将还原剂水溶液与组分C混 合，搅拌乳化得到微乳液D；将组分B与组分C混合 搅拌反应再生出纤维素 ，然后再 加入微乳液D搅 拌反应 ，反应完成后静置 ，固体产物经分离、洗 涤、干燥，得到最终产物。本发明利用可再生的纤 维素 和植物 油为原料 ，合成过程绿色环保 ，所 用 微乳法可以有效控制纳米粒子的生成，仪器设备 简单 ，所得的复合材料表面上纳米银分布均匀 ， 并具有良好的催化活性。
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910001793 .1
(22)申请日 2019 .01 .02
(71)申请人 华南理工大学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号
(72)发明人 严宗诚 张玉明 陈砺
(74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 44245
代理人 罗啸秋
(51)Int .Cl . C08L 1/02(2006 .01) C08K 3/08(2006 .01) B01J 31/06(2006 .01) C07C 213/02(2006 .01) C07C 215/76(2006 .01)
( 54 )发明 名称 一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材
(10)申请公布号 CN 109796635 A (43)申请公布日 2019.05.24
权利要求书1页 说明书6页 附图2页
CN 109796635 A NhomakorabeaCN 109796635 A
权 利 要 求 书
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1 .一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其特征在于包括如下制 备步骤：
(1)将微晶纤维素溶解于离子液体中，得到组分A； (2)将银盐水溶液加入到组分A中搅拌混合均匀，得到组分B； (3)将植物油与表面活性剂、助表面活性剂搅拌混合均匀，得到组分C； (4)将还原剂水溶液与组分C混合，搅拌乳化得到微乳液D； (5) 将组分B与组分C混合搅拌反应再生出纤维素 ，然后再 加入微乳液D搅拌反应 ，反应 完成后静置，固体产物经分离、洗涤、干燥，得到所述具有催化活性的纤维素/纳米银复合材 料。 2 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于：步骤(1)中所述的离子液体是指1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体；所述组分A 中微晶纤维素的质量浓度为2％～8％。 3 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于：步骤(2)中所述的银盐为硝酸银、氟化银、四氟硼酸银中的至少一种；所述银盐水 溶液的浓度为0 .06～1 .8M。 4 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于：步骤(3)中所述植物油为大豆油、蓖麻油、环氧大豆油、麻风树油中的至少一种。 5 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于：步骤(3)中所述表面活性剂为辛基苯基聚氧乙烯醚、双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺 酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种；所述助表面活性剂为正丁醇、异丁醇和异丙醇中的至 少一种。 6 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于 ：步骤 (3) 中所述植物油与表面活性剂的 质量比 为2:1 ，表面活性剂与助表面活性 剂的质量比为3:(1～0)。 7 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于：步骤(4)中所述还原剂为抗坏血酸、硼氢化钠、柠檬酸钠中的至少一种；所述还原 剂水溶液的浓度为0 .06～1 .8M。 8 .根据权利要求1所述的一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料的制备方法，其 特征在于：步骤(5)中所述分离是指过滤分离，所述洗涤是指用乙醇洗涤，所述干燥是指在 60～90℃真空干燥10～12h。 9 .一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料，其特征在于：通过权利要求1～8任一 项所述的方法制备得到。
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CN 109796635 A
说 明 书
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一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料及其制备方法
技术领域 [0001] 本发明属于天然高分子复合材料领域，具体涉及一种具有催化活性的纤维素/纳 米银复合材料及其制备方法。
背景技术 [0002] 材料复合化是现代材料科学发展的趋势，聚合物/纳米粒子复合材料更是成为其 中富有吸引力的领域。通过不同材料的复合，实现材料之间的优化和互补，得到性能更加优 异的复合材料。具有体积效应、表面效应、尺寸效应和宏观量子隧道效应等特性的纳米粒子 与聚会物复合后，便会使其产生催化性、导电性、磁性、抗菌性和表面增强拉曼散射等性质。 但由于聚合物和无机材料分子间作用力的不同而产生的界面不相容性给二者之间的复合 带来了不便。 [0003] 石油基合成高分子材料使人类物质生活状况发展到空前水平。然而，化石燃料的 消耗导致了一系列环境问题，为缓解化石燃料消耗带来的严峻形势，科学家们对许多生物 质资源(如糖、植物油、木质素、纤维素等)的应用进行了广泛而深入的探索。纤维素是地球 上最丰富的 可再生资源 ，具有可降 解性 ，价格低廉 ，绿色环保等优点 ，被广泛应 用于生活的 各个领域。银纳米粒子以 其具有的强大的 抗菌性能 而成为应 用最广泛的 纳米材料 ，此外还 被应用于催化、表面增强拉曼散射、电子工业等诸多领域。目前，制备纳米银的方法较多，主 要有液相化学还原法、光化学还原法、电化学还原法和分子自组装等。但银纳米粒子在直接 应用时易发生聚集、使用后不易回收等问题，为了克服这一弊端，一个有效的方法就是将银 纳米粒子固定到载体上。而纤维素上存在的诸多羟基可以与纳米银发生强烈的相互作用而 使其成为一种有效载体。纤维素纳米复合材料的 制备主要有微波辐射法以 及水热法 ，但这 些方法中有许多运用到了对环境有害的有机溶剂，反应过程不易控制。故采用一种更加环 保和易控制的方法制备纤维素/银纳米粒子复合材料是研究者所关注的问题。
料及其制备方法 ( 57 )摘要
本发明属于天然高分子复合材料领域，公开 了一种具有催化活性的纤维素/纳米银复合材料 及 其 制备 方 法 。将 微晶 纤 维 素 溶 解 于 离 子 液 体 中 ，得到组分A ，然后加入银盐水溶液 ，得到组分 B；将植物油与表面活性剂、助表面活性剂搅拌混 合均匀 ，得到组分C ；将还原剂水溶液与组分C混 合，搅拌乳化得到微乳液D；将组分B与组分C混合 搅拌反应再生出纤维素 ，然后再 加入微乳液D搅 拌反应 ，反应完成后静置 ，固体产物经分离、洗 涤、干燥，得到最终产物。本发明利用可再生的纤 维素 和植物 油为原料 ，合成过程绿色环保 ，所 用 微乳法可以有效控制纳米粒子的生成，仪器设备 简单 ，所得的复合材料表面上纳米银分布均匀 ， 并具有良好的催化活性。