[发明专利]可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

以纳米纤维素为载体，在其表面原位还原并负载纳米零价铁，并依次接枝硅烷偶联剂和胺基；

然后，将接枝有胺基的改性纳米纤维素悬浮液与成膜剂、交联剂和湿强剂混合成膜；

所述表面原位还原并负载纳米零价铁过程中，加入聚乙烯吡咯烷酮；

所述纳米纤维素膜催化降解污水中4-硝基苯酚的方法，包括如下步骤：将纳米纤维素膜投入含有4-硝基苯酚的污水中，加入NaBH₄进行搅拌反应；纳米纤维素膜与NaBH₄的质量比为1-6:6；催化降解完成后，固液分离，将纳米纤维素膜清洗后，回收纳米纤维素膜。

2.根据权利1所述的可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：原位还原并负载纳米零价铁的步骤为：将纳米纤维素制成悬浮液，利用过氧化氢-氨水混合液对其进行预处理；

将预处理后的纳米纤维素和水溶性铁源混合，并加入还原剂，惰性气体保护下制得负载纳米零价铁的纳米纤维素复合材料。

3.根据权利2所述的可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：所述纳米纤维素、过氧化氢和氨水的质量比为1:8-12:8-12。

4.根据权利2所述的可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：所述水溶性铁源为七水合硫酸亚铁或六水合三氯化铁。

5.根据权利1所述的可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：在纳米纤维素表面接枝硅烷偶联剂的方法为：将负载有纳米零价铁的纳米纤维素分散于硅烷偶联剂中，水浴条件下反应，即得。

6.根据权利5所述的可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：水浴反应的温度为70-80℃。

7.根据权利5所述的可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：负载有纳米零价铁的纳米纤维素与硅烷偶联剂的质量比为8-12:1。

8.根据权利7所述的可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：所述负载有纳米零价铁的纳米纤维素与硅烷偶联剂的质量比为10:1。

9.根据权利5所述的可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。

10.根据权利1所述的可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：在纳米纤维素表面接枝胺基的方法，具体为：将接枝有硅烷偶联剂的纳米纤维素与二乙醇胺混合，除氧后，水浴反应，即得。

11.根据权利10所述的可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：向反应体系中通入氮气去除氧气。

12.根据权利10所述的可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：水浴反应的温度为45-55℃。

13.根据权利12所述的可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：所述水浴反应的温度为50℃。

14.根据权利1所述的可催化降解4-硝基苯酚的纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：所述成膜剂为聚乙烯醇或乙烯-醋酸乙烯共聚物；

交联剂为硼酸或丙烯酸酯；

湿强剂为聚酰胺聚胺表氯醇树脂或聚酰胺聚受氧氯丙烷树脂。