[发明专利]一种纳米零价铁负载纤维及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种纳米零价铁负载纤维及其制备方法与应用。所述制备方法包括以下步骤：在惰性气体保护下，将打浆度为10～50°SR的浆料与硫酸亚铁溶液按比例混合，搅拌反应；向反应完全的纸浆中加入过量的硼氢化钠溶液，继续搅拌反应；将反应完全的浆料用水洗涤，过滤后冷冻干燥，即得所述的纳米零价铁负载纤维。本发明采用原位还原的方法，首先让二价铁离子与浆料混合，使其渗透到纤维的细胞腔内，再用硼氢化钠还原细胞腔内的二价铁离子，得到零价铁沉淀。既能发挥纳米零价铁在废水处理过程中较强的吸附和还原作用又能解决粉末状纳米零价铁在处理废水后难回收的问题，还能改善纳米零价铁因团聚导致比表面积减小进而降低还原性的问题。

技术领域

本发明属于纤维材料制备技术领域，具体涉及一种纳米零价铁负载纤维及其制备方法与应用。

背景技术

纸张作为功能材料，除了印刷、包装、书写及生活用纸外，在食品、工业、建筑等领域也得到广泛应用。其中吸附过滤纸是一种流体过滤介质，有去除和分离流体中杂质的功能，广泛应用于工业生产领域。而且随着社会的进步，工厂排放的染料和重金属废水将不断地増加，如果废水不加处理直接排放到环境中，将会对人类赖以生存的饮用水源构成威胁。因此，吸附过滤纸在工业应用方面具有很大的发展前景。

纳米零价铁具有粒径小、比表面积大、反应活性高等特点，能够处理水体中多种有害有毒污染物，因此其在水处理领域受到越来越多的重视。但是，由于纳米零价铁粒径较小，吸附后难以分离，容易造成水体的二次污染，限制了其在工业方面的应用。所以为解决现有的问题，急需要找到一种新的方式负载纳米零价铁。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种纳米零价铁负载纤维的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法制得的纳米零价铁负载纤维。

本发明的再一目的在于提供上述纳米零价铁负载纤维在吸附领域的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种纳米零价铁负载纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)在惰性气体保护的作用下，将打浆度为10～50° SR的浆料与硫酸亚铁溶液按一定比例混合，搅拌反应；

(2)向步骤(1)中反应完全的纸浆中缓慢加入过量的硼氢化钠溶液，继续搅拌反应；

(3)将步骤(2)中反应完全的浆料用水洗涤，过滤后冷冻干燥，即得所述的纳米零价铁负载纤维。

步骤(1)中所用的浆料和硫酸亚铁溶液的绝干质量体积比为1:20～1:80g/ml(指浆料的绝干质量与硫酸亚铁溶液的体积比)。

步骤(1)中所述的硫酸亚铁溶液的摩尔浓度为0.2～0.8mol/L。

步骤(1)中所述的搅拌反应是指在30～50℃的反应温度、400～800r/min的搅拌速度下反应2～4h。

步骤(2)中所述的硼氢化钠溶液的摩尔浓度为0.2～0.6mol/L。

步骤(2)中所述的硼氢化钠的加入速度为3～9ml/min。

步骤(2)中所述的搅拌反应是指在30～50℃的反应温度、700～1000r/min的搅拌速度下反应1～3h。

步骤(3)中所述的水是指长时间通入氮气除去溶解氧后的蒸馏水。

一种由上述制备方法制备得到的纳米零价铁吸附纸负载纤维，其纳米零价铁的负载量达到40％以上。

上述纳米零价铁负载纤维在吸附领域的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：