[发明专利]一种铁酸锌/腐植酸纳米复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于复合材料制备技术领域，具体公开一种铁酸锌/腐植酸纳米复合材料及其制备方法和应用。所述复合材料为腐植酸表面分布有20~50 nm的铁酸锌颗粒。S1、将腐植酸、铁盐、锌盐、分散剂超声分散到溶剂中，然后调节溶液pH=6.5~8；S2、将S1所得溶液在150~250℃密闭反应5~20 h；S3、将S2所得溶液过滤，得到滤饼，洗涤、干燥后，即得铁酸锌/腐植酸纳米复合材料。所述的铁酸锌/腐植酸纳米复合材料作为阻燃剂的应用，并具有良好的阻燃性能。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种铁酸锌/腐植酸纳米复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

传统的有机卤阻燃剂燃烧后释放有毒有害气体，危害环境和人体健康，其应用受到限制，已经逐渐退出市场。由于生物基材料具有安全环保的优势，因此，近年来，以生物基为原料制备阻燃剂受到了广泛关注。但是大多数生物基材料耐热性能差、阻燃剂效率较低，应用领域受到限制，无法作为优异的阻燃剂使用。因此必须通过物理或化学的方法进行合理的处理，赋予其作为阻燃剂的特性，这也是生物基阻燃技术发展的必然措施。腐植酸，一种天然有机高分子化合物，是腐殖质的主要组成部分，在土壤、泥炭、煤等中广泛存在。但是，尚未见其用于阻燃剂的研究和应用。

发明内容

为克服现有技术中存在的不足之处，本发明的目的旨在提供一种铁酸锌/腐植酸纳米复合材料及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种铁酸锌/腐植酸纳米复合材料，所述复合材料为腐植酸表面分布有20~50 nm的铁酸锌颗粒。

制备方法，包括以下步骤：

S1、将腐植酸、铁盐、锌盐、分散剂超声分散到溶剂中，然后调节溶液pH=6.5~8；

S2、将S1所得溶液在150~250 ℃密闭反应5~20 h；

S3、将S2所得溶液过滤，得到滤饼，洗涤、干燥后，即得铁酸锌/腐植酸纳米复合材料。

较好地，按质量-体积比计，各原料的用量配比为腐植酸∶锌盐∶分散剂∶溶剂=1~2g∶0.3~1.5 g∶0.5~2 g∶100~200 mL；铁盐和锌盐分别按实际提供的铁元素和锌元素计量，铁盐和锌盐的摩尔比为=2∶1。

较好地，所述铁盐为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁中的一种或两种以上的组合。

较好地，所述锌盐为硫酸锌、硝酸锌、氯化锌中的一种或两种以上的组合。

较好地，所述分散剂为PEG-300、PEG-400、PEG-600、PEG-800、PEG-1000、PEG-2000、PEG-4000、PEG-8000中的一种或两种以上的组合。

较好地，所述溶剂为水、乙醇、乙二醇中的一种或两种以上的组合。

较好地，用碱调节溶液pH值，所述碱为碳酸钠、乙酸钠、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种以上的组合。

所述的铁酸锌/腐植酸纳米复合材料作为阻燃剂的应用。

有益效果：本发明利用纳米技术，将纳米铁酸锌（ZnFe₂O₄）和腐植酸相结合，形成一种铁酸锌/腐植酸纳米复合材料，利用纳米铁酸锌不仅能提高腐植酸的热稳定性和阻燃性能，而且相对于腐植酸及其与纳米铁酸锌的简单混合物，其对环氧树脂力学性能的降低也最小。除此之外，本发明提供的制备方法具有步骤简单、原料廉价易得、反应条件温和等特点，其产率高、生产成本低，适合大规模工业化生产。

附图说明

图1：实施例1所得ZFO/HA纳米复合材料的的X射线粉末衍射图（a）和x射线光电子能谱图（b）。