一種海藻酸鈣纖維基吸附材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海藻酸鈣纖維基吸附材料的制備方法，將0.01?100g/L的硝酸銀乙醇溶液與1?100g/L的六水合硝酸鋅乙醇溶液混合攪拌均勻，緩慢加入青蒿素類藥物，攪拌均勻，置于1000瓦的微波爐中加熱1?10min，用乙醇清洗、離心、干燥處理后得到納米銀?氧化鋅復(fù)合材料；然后將海藻酸鈣纖維浸漬在納米銀?氧化鋅水溶液中30?300min后取出烘干，重復(fù)3?5次浸漬?烘干的過程最終得到海藻酸鈣纖維基吸附材料。本發(fā)明采用青蒿素類藥物作為還原劑，微波一步法制得納米銀?氧化鋅復(fù)合材料，具備工藝簡單、原料來源廣泛、反應(yīng)溫和、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。重復(fù)3?5次吸附?烘干過程使得納米銀?氧化鋅在海藻酸鈣纖維上分布均勻、附著穩(wěn)定、不易脫落。本發(fā)明制備的海藻酸鈣纖維基吸附材料在污水治理和空氣凈化領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種海藻酸鈣纖維基吸附材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于納米材料領(lǐng)域，特別涉及一種海藻酸鈣纖維基吸附材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)、社會的快速發(fā)展，人口數(shù)量的不斷增長，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的加快推進(jìn)，水體污染、空氣污染事件頻發(fā)，給環(huán)境和人們的健康帶來了嚴(yán)重的損害。因此，污水治理和空氣凈化已經(jīng)成為一項(xiàng)刻不容緩的任務(wù)。
[0003]污染水體的治理技術(shù)有多種，其中吸附法因容易制備、成本低、吸附效果好而被大規(guī)模使用。常用的吸附材料有活性炭、殼聚糖等高分子吸附劑、微生物吸附劑、礦物類吸附劑等。其中活性炭因來源廣泛，價格適中等特點(diǎn)，成為最常用的吸附材料。但是，由于普通活性炭存在灰分高、孔容小、微孔分布過寬、比表面積小和吸附選擇性能差等特點(diǎn)，加上其表面官能團(tuán)及電化學(xué)性質(zhì)的一些限制，使其對污染物的吸附去除作用有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)外市場的要求(水處理技術(shù)，2011，08:1-6)。
[0004]人的一生大約有80%以上的時間是在室內(nèi)度過的，因此室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞直接影響到人們的身體健康。隨著室外空氣污染的日益嚴(yán)重，加上許多室內(nèi)裝修和裝飾材料的污染以及大量化學(xué)用品進(jìn)入家庭日常生活，使得室內(nèi)空氣同樣不斷惡化。而空調(diào)的廣泛使用又使得室內(nèi)生存空間越來越趨于封閉，導(dǎo)致室內(nèi)空氣的自我凈化能力越來越差。人們呼吸了不新鮮的室內(nèi)空氣，有可能導(dǎo)致多種呼吸道疾病。隨著人們健康意識的增強(qiáng)和生活水平的提高，越發(fā)認(rèn)識到清潔空氣對人體健康的重要性。因此，空氣凈化器正逐漸走入家庭和各種辦公場所。在歐美發(fā)達(dá)國家，空氣凈化產(chǎn)品已經(jīng)普遍用于家居、辦公生活場所。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，空氣凈化器在美國的普及率達(dá)到27%，日本17%，歐洲42%，韓國70%，而中國卻不到1%。
[0005]目前，國內(nèi)外空氣凈化器普遍采用的凈化技術(shù)主要有:紫外線凈化、光觸媒凈化、等離子體凈化、過濾凈化、靜電集塵、吸附凈化、負(fù)離子凈化、臭氧凈化、分子絡(luò)合等方法。在這些空氣凈化技術(shù)中，使用吸附原理凈化空氣是一項(xiàng)歷史悠久的技術(shù)?；钚蕴渴亲畛Ｓ玫奈絼瑢κ覂?nèi)多種有害氣體都有一定的吸附作用，但它存在吸附量小、易飽和、易解吸等缺點(diǎn)，而且對室內(nèi)主要污染物甲醛吸附效果有限，并且不能殺菌。
[0006]納米銀具有優(yōu)良的傳熱性、導(dǎo)電性、表面活性和催化性能，在光學(xué)、催化、微電子、生物傳感、抗菌等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價值。傳統(tǒng)的納米銀的制備分為物理法和化學(xué)法。物理法對儀器設(shè)備要求較高，生產(chǎn)費(fèi)用昂貴?；瘜W(xué)法多采用水合肼、甲醛、多元醇、有機(jī)胺等做還原劑，雖然這些還原劑具有高活性，但對環(huán)境有害，并且制得的納米銀易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0007]近年來，采用綠色、環(huán)保、高效和廉價的方法制備納米銀逐漸成為研究的熱點(diǎn)(電鍍與環(huán)保，2011，02:4_7)。目前已采用的綠色還原劑主要包括:維生素、檸檬酸鈉、焦掊酸、對苯二酚、茶多酚、葡萄糖、果糖、蔗糖、植物及果皮提取物、微生物等。
[0008]納米氧化鋅是一種重要的光電半導(dǎo)體材料，在室溫下具有較寬的禁帶寬度(3.37eV)和較大的激子束縛能(60meV)。其具有許多優(yōu)良的物理和化學(xué)性能，如較高的化學(xué)穩(wěn)定性，無毒和非迀移性，低介電常數(shù)，光催化性能，熒光性，壓電性，吸收和散射紫外線的能力等，因此納米氧化鋅在許多領(lǐng)域都具有重要的研究意義，并表現(xiàn)出誘人的應(yīng)用前景。近年來納米氧化鋅已作為催化劑，氣體傳感器，半導(dǎo)體器件，壓敏電阻，壓電器件，場致發(fā)射顯示器和紫外遮光材料等而被廣泛應(yīng)用。(張起，馬勇，鄧泉，王寅，付宏偉.納米氧化鋅制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國西部科技，2011,33:19-20;張楠.納米Ag/ZnO的制備研究進(jìn)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，34:84;張德鎖.超支化聚合物納米材料的制備及對紡織品的改性研究[D].蘇州大學(xué)，2013)。
[0009]納米氧化鋅同樣可以作為吸附材料，姜虎生等采用原子吸收分光光度法并結(jié)合納米技術(shù)測定納米氧化鋅對水中重金屬的去除效果，與傳統(tǒng)的去除方法(沉淀法、電解法、離子交換法等)相比較，具有操作簡單、選擇性好、吸附效率高、分析速度快、經(jīng)濟(jì)、污染少，結(jié)果準(zhǔn)確等特點(diǎn)(姜虎生，吳南.納米氧化鋅對廢水中Cu2+、Cd2+吸附性能研究[J].長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2008，01:139-141;姚超，劉敏，李為民，陳志剛，張躍，李峰，陳天虎.凹凸棒石/氧化鋅納米復(fù)合材料對亞甲基藍(lán)的吸附性能[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2010，06:1211-1219;詹國慶，譚龍，岳華，黃君潔.納米氧化鋅的制備表征及其對&1(11)、(:0(11)、？6(m)的吸附[J].中南民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2007,02:19-21;郝燕，馬雪蓮，郭貴寶，賈義績，畢欣，黃江東.炭吸附納米氧化鋅的制備及其光催化性能研究[J].無機(jī)鹽工業(yè)，2015，02:71-74;李麗，王雅萍，丁亞平，趙東升，張芬芬.納米氧化鋅的合成及其在去除水中銅離子的應(yīng)用[J].功能材料與器件學(xué)報，2011，06:533-537)。
[0010]青蒿素是從植物黃花蒿葉中提取的有過氧基團(tuán)的倍半萜內(nèi)酯藥物。以青蒿素類藥物為主的聯(lián)合療法已經(jīng)成為世界衛(wèi)生組織推薦的抗瘧疾標(biāo)準(zhǔn)療法。世衛(wèi)組織認(rèn)為，青蒿素聯(lián)合療法是目前治療瘧疾最有效的手段，也是抵抗瘧疾耐藥性效果最好的藥物，中國作為抗瘧藥物青蒿素的發(fā)現(xiàn)方及最大生產(chǎn)方，在全球抗擊瘧疾進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用。尤其在瘧疾重災(zāi)區(qū)非洲，青蒿素已經(jīng)拯救了上百萬生命。根據(jù)世衛(wèi)組織的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，自2000年起，撒哈拉以南非洲地區(qū)約2.4億人口受益于青蒿素聯(lián)合療法，約150萬人因該療法避免了瘧疾導(dǎo)致的死亡。2015年10月，中國女藥學(xué)家屠呦呦因創(chuàng)制新型抗瘧藥青蒿素和雙氫青蒿素的貢獻(xiàn)，與另外兩位科學(xué)家共享2015年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。這是中國生物醫(yī)學(xué)界迄今為止獲得的世界級最高級大獎。
[0011]青蒿素一個含過氧基團(tuán)的倍半萜內(nèi)酯化合物，分子式為C15H22O5，15個碳有7個是手性碳。分子量282.33，組分含量:C 63.81%,H 7.85%, O 28.33%，無色針狀晶體，味苦。在丙酮、醋酸乙酯、氯仿、苯及冰醋酸中易溶，在乙醇和乙醇、乙醚及石油醚中可溶解，在水中幾乎不溶。熔點(diǎn):156-157°C。
[0012]海藻酸是從褐藻類植物中提取的一種天然高分子材料，是一種無毒、無害、可生物降解的純天然綠色材料，以海藻酸為原料，通過濕法紡絲制備的海藻酸纖維，可以應(yīng)用于紡織、服裝、醫(yī)療衛(wèi)生、吸附等領(lǐng)域，是一種具有很高附加值的功能纖維材料(秦益民.海藻酸鹽纖維的開發(fā)和應(yīng)用[J].成都紡織高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2016,01:19-23)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，旨在提供一種海藻酸鈣纖維基吸附材料的制備方法。
[0014]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
(1)將0.01-100g/L的硝酸銀乙醇溶液與l-100g/L的六水合硝酸鋅乙醇溶液混合攪拌均勻，所述硝酸銀與六水合硝酸鋅的質(zhì)量比為1:1-1:50，緩慢加入青蒿素類藥物，攪拌均勻，然后置于1000瓦的微波爐中加熱Ι-lOmin，用乙醇清洗、離心、干燥處理后得到納米銀-氧化鋅復(fù)合材料；
(2)將步驟(I)中所述的納米銀-氧化鋅復(fù)合材料配置成0.01-100g/L的水溶液，然后將海藻酸鈣纖維浸漬在納米銀-氧化鋅水溶液30-300min后取出烘干，其中所述海藻酸鈣纖維與納米銀-氧化鋅復(fù)合材料的質(zhì)量比為100:1-10:1 ；
(3)將步驟(2)重復(fù)3-5次得到海藻酸鈣纖維基吸附材料。
[0015]作為一種優(yōu)選方案，所述青蒿素類藥物包括青蒿素及其衍生物。
[0016]作為一種優(yōu)選方案，所述青蒿素衍生物包括二氫青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯等。
[0017]作為一種優(yōu)選方案，所述青蒿素類藥物與硝酸銀的質(zhì)量比為10:1-1:1。
[0018]本發(fā)明具有如下有益效果:
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
(1)本發(fā)明采用青蒿素類藥物作為還原劑，微波一步法制得納米銀-氧化鋅復(fù)合材料，具備工藝簡單、原料來源廣泛、反應(yīng)溫和、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)；
(2)重復(fù)3-5次吸附-烘干過程使得納米銀-氧化鋅在海藻酸鈣纖維上分布均勻、附著穩(wěn)定、不易脫落；
(3)由于納米銀、氧化鋅的協(xié)同作用，本發(fā)明制備得到的海藻酸鈣纖維基吸附材料能夠有效地去除PM2.5、甲醛、病毒、細(xì)菌、螨蟲等在內(nèi)的多種空氣污染源和污水中的重金屬離子、染料等多種污染源。在污水治理和空氣凈化領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0020]實(shí)施例1:
將Ig硝酸銀溶解于1mL的乙醇中配置100g/L的硝酸銀溶液，Ig六水合硝酸鋅溶解于1mL的乙醇中配置100g/L的硝酸銀溶液，然后緩慢加入2g青蒿素，攪拌均勻，然后置于1000瓦的微波爐中加熱Imin，用乙醇清洗、離心、干燥處理后得到納米銀-氧化鋅復(fù)合材料；
將I g的納米銀-氧化鋅溶解于1mL的去離子水配置成100g/L的納米銀_氧化鋅水溶液，然后將1g海藻酸鈣纖維浸漬在納米銀-氧化鋅水溶液30min后取出烘干，重復(fù)吸附-烘干過程3次最終得到海藻酸鈣纖維基吸附材料。
[0021]實(shí)施例2:
將Ig硝酸銀溶解于1mL的乙醇中配置100g/L的硝酸銀溶液，1g六水合硝酸鋅溶解于200mL的乙醇中配置50g//L的硝酸銀溶液，然后緩慢加入4g青蒿素，攪拌均勻，然后置于1000瓦的微波爐中加熱5min，用乙醇清洗、離心、干燥處理后得到納米銀-氧化鋅復(fù)合材料；
將Ig的納米銀-氧化鋅溶解于50mL的去離子水配置成20g/L的納米銀-氧化鋅水溶液，然后將50g海藻酸鈣纖維浸漬在納米銀-氧化鋅水溶液60min后取出烘干，重復(fù)吸附-烘干過程4次最終得到海藻酸鈣纖維基吸附材料。
[0022]實(shí)施例3: 將Ig硝酸銀溶解于1mL的乙醇中配置lOOg/L的硝酸銀溶液，20g六水合硝酸鋅溶解于100mL的乙醇中配置20g/L的硝酸銀溶液，然后緩慢加入1g青蒿素，攪拌均勻，然后置于1000瓦的微波爐中加熱1min，用乙醇清洗、離心、干燥處理后得到納米銀_氧化鋅復(fù)合材料；
將I g的納米銀-氧化鋅溶解于10mL的去離子水配置成I Og/L的納米銀_氧化鋅水溶液，然后將10g海藻酸鈣纖維浸漬在納米銀-氧化鋅水溶液200min后取出烘干，重復(fù)吸附-烘干過程5次最終得到海藻酸鈣纖維基吸附材料。
[0023]顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種海藻酸鈣纖維基吸附材料的制備方法，其特征在于: (1)將0.0l-lOOg/Ι的硝酸銀乙醇溶液與Ι-lOOg/L的六水合硝酸鋅乙醇溶液混合攪拌均勻，所述硝酸銀與六水合硝酸鋅的質(zhì)量比為1:1-1:50，緩慢加入青蒿素類藥物，攪拌均勻，然后置于1000瓦的微波爐中加熱，用乙醇清洗、離心、干燥處理后得到納米銀-氧化鋅復(fù)合材料； (2)將步驟(I)中所述的納米銀-氧化鋅復(fù)合材料配置成0.01-100g/L的水溶液，然后將海藻酸鈣纖維浸漬在納米銀-氧化鋅水溶液30-300min后取出烘干，其中所述海藻酸鈣纖維與納米銀-氧化鋅復(fù)合材料的質(zhì)量比為100:1-10:1 ； (3)將步驟(2)重復(fù)3-5次得到海藻酸鈣纖維基吸附材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海藻酸鈣纖維基吸附材料的制備方法，其特征在于，所述青蒿素類藥物包括青蒿素及其衍生物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海藻酸鈣纖維基吸附材料的制備方法，其特征在于，所述青蒿素衍生物包括二氫青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯等。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海藻酸鈣纖維基吸附材料的制備方法，其特征在于，所述青蒿素類藥物與硝酸銀的質(zhì)量比為10:1-1:1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海藻酸鈣纖維基吸附材料的制備方法，其特征在于，所述微波爐加熱的時間1-1 Omin。
【文檔編號】C02F101/20GK105833853SQ201610401523
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月10日
【發(fā)明人】林澤兵, 賀民強(qiáng), 周裕
【申請人】蘇州巨聯(lián)環(huán)?？蒲杏邢薰?br>