[发明专利]一种可循环使用的纤维素纸基纳米银催化材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种可循环使用的纤维素纸基纳米银催化材料的制备方法，其特征在于：以纤维素纸基材料为载体，采用硅烷偶联剂对载体表面进行氨基修饰，修饰后载体表面的氨基与金属前体离子相螯合，经外加还原剂还原后形成纤维素纸基纳米银催化材料；

具体步骤如下：

（1）纤维素纸基材料的表面功能化：将硅烷偶联剂溶解于乙醇/水体系中，搅拌分散后得到硅烷偶联剂溶液，将纤维素纸基材料浸没到硅烷偶联剂溶液中，反应1~4小时，反应结束后取出纤维素纸基材料，置于110~130℃的烘箱内活化2~4小时，活化后的纤维素纸基材料分别经水和乙醇清洗、室温干燥即得到表面氨基功能化的纤维素纸基材料Ⅰ；

（2）银纳米前体离子的吸附：将纤维素纸基材料Ⅰ浸没于银纳米前体溶液中，25~40℃恒温孵育0.5~2小时后用水清洗，去除表面未螯合的多余银离子，即得吸附了银离子的纤维素纸基材料Ⅱ；

（3）纤维素纸基纳米银催化材料：将纤维素纸基材料Ⅱ浸入水中，搅拌条件下加入外加还原剂，25~50℃恒温反应0.5~2小时，即可在氨基修饰的纤维素纸基表面稳定固载银纳米催化剂，完成纤维素纸基纳米银催化材料的制备。

2.如权利要求1所述的可循环使用的纤维素纸基纳米银催化材料的制备方法，其特征在于：所述纤维素纸基材料为滤纸、打印纸或瓦楞纸。

3.如权利要求1所述的可循环使用的纤维素纸基纳米银催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷或3-氨丙基三乙氧基硅烷，硅烷偶联剂溶液的浓度为0.4~2.5 mg/mL；所述乙醇/水体系中乙醇与水的体积比为7:3。

4.如权利要求1所述的可循环使用的纤维素纸基纳米银催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，银纳米前体为硝酸银、乙酸银或磷酸银，银纳米前体溶液的浓度为5mM~100mM。

5.如权利要求1所述的可循环使用的纤维素纸基纳米银催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，外加还原剂为抗坏血酸或NaBH₄，外加还原剂的浓度为1mM~50mM。

6.权利要求1-5任一项所述的可循环使用的纤维素纸基纳米银催化材料的应用，其特征在于：所述纤维素纸基纳米银催化材料，在催化环境污染物4-硝基苯酚还原为4-氨基苯酚反应中的循环应用。

7.如权利要求6所述的可循环使用的纤维素纸基纳米银催化材料的应用，其特征在于，步骤如下：

a. 在25~60℃条件下将纤维素纸基纳米银催化材料加入4-硝基苯酚水溶液中，搅拌均匀后，加入NaBH₄水溶液进行反应，反应3~20min后，即获得产物4-氨基苯酚；

b. 步骤a反应结束后，经过滤将纤维素纸基纳米银催化材料从体系中取出，在真空干燥箱内干燥，所述纤维素纸基纳米银催化材料可实现重复使用20~40次。

8.如权利要求7所述的可循环使用的纤维素纸基纳米银催化材料的应用，其特征在于：所述步骤a中，4-硝基苯酚浓度为0.02~0.50 mM，催化材料质量为10 ~50 mg，所述NaBH₄水溶液的浓度为0.1 M~1M。

9.如权利要求7所述的可循环使用的纤维素纸基纳米银催化材料的应用，其特征在于：所述步骤b中，真空干燥的干燥温度为70 ~90℃，干燥时间为1~2h。