[发明专利]具有光降解功能的含银纤维素复合材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了具有光降解功能的含银纤维素复合材料的制备方法及其应用，属于光催化材料技术领域。本发明的含银纤维素复合材料的制备方法包括如下步骤：以纤维素为原料制备纤维素薄膜，再将硝酸银溶液在纤维素薄膜基底上沉积Ag₃PO₄纳米颗粒，制得含银纤维素复合材料。本发明制备得到的含银纤维素复合材料具有良好光催化活性，对有机着色剂有很好的光催化降解性能。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及具有光降解功能的含银纤维素复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

随着科技的发展，单一组分的材料已经不能满足各行业的应用要求，提高材料的综合性能显得十分重要。纤维素来源广泛，它的结构上有强极性基团羟基，可以与强极性无机物之间形成化学键(如共价键、离子键、配位键等)使无机物牢牢固定在纤维素中，制得稳定的复合材料。纤维素/无机纳米复合材料主要包括：纤维素/金属复合材料、纤维素/无机氧化物复合材料、纤维素/碳素材料及其他纤维素/无机纳米材料。金属纳米颗粒与纤维素复合具有灭菌、导电、热稳定性良好及催化活性高等特点，可广泛应用于抑菌、导电及催化等方面。纤维素/无机氧化物材料结合了无机氧化物的高催化活性、抗水性、吸附性良好、阻燃性及热稳定性等特点和纤维素的易降解、力学强度与柔韧性良好等特点，在催化、光、电、磁等领域得以应用。

随着环境污染和能源危机日趋严重，环境保护和可持续性发展越来越受到人类的重视。光催化技术是一种有效的环境污染控制技术，具有环境友好，污染物分解效率高等优点。目前，光催化材料主要应用于污染处理和解决能源紧缺问题等方面，并显示出高效的催化性能。半导体基是目前研究最多的光催化材料，它充分利用了太阳光的能源，催化降解罗丹明B着色剂，具有节能高效等优势。Ag₃PO₄是一种新型的、高效的光催化半导体物质，实验合成比较简单，可以直接用AgNO₃与PO₄³⁺的沉淀反应制备得到，呈Ag₃PO₄的体心立方结构单元。与传统的紫外光催化试剂不同的是，Ag₃PO₄的光催化机理其主要利用可见光降解有机污染物。但是，单一的Ag₃PO₄做催化剂稳定性不高，且光催化过程会产生Ag沉积，覆盖在Ag₃PO₄表面，破坏其分子结构，出现化学腐蚀现象，降低光催化效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种具有光降解功能的含银纤维素复合材料的制备方法及其应用。本发明制备得到的含银纤维素复合材料是一种在可见光下具有良好光催化活性的半导体材料，对有机着色剂有很好的光催化降解性能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

具有光降解功能的含银纤维素复合材料的制备方法，其是以纤维素为原料制备纤维素薄膜，再将硝酸银溶液在纤维素薄膜基底上沉积Ag₃PO₄纳米颗粒，制得含银纤维素复合材料。

进一步的，所述的具有光降解功能的含银纤维素复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)纤维素凝胶薄膜的制备

将微晶纤维素粉末加到LiOH/尿素的水溶液中，搅拌至完全溶解，得到纤维素溶液；将纤维素溶液延流在玻璃片中，形成纤维素水凝胶膜；将纤维素水凝胶膜干燥后得到纤维素凝胶薄膜；

(2)Ag₃PO₄/纤维素凝胶复合膜的制备