【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于氣凝膠材料，尤其涉及一種生物質納米纖維導電氣凝膠及其制備方法。
技術介紹
1、染料行業合成的80％染料主要用于紡織品印染，紡織品的印染過程中大約有15％的染料是直接排放到水里，且大多數難自然降解。鑒于合成染料的高毒性，染料廢水對環境和人類健康構成了嚴重的威脅。
2、盡管用物理法、化學法和生化法作為基本處理單元處理某些染料廢水可以取得一定的處理效果。但迄今為止，染料廢水仍是較難治理的工業廢水之一，既要考慮處理技術的先進性，又要考慮基建投資和運行費用等方面的可行性。
3、因此，亟需一種可以高效低耗能對染料進行快速有效地降解的材料。
技術實現思路
1、本專利技術的第一目的是針對上述問題，提供一種生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法。
2、本專利技術的第二目的是針對上述問題，提供一種生物質納米纖維導電氣凝膠。
3、本專利技術的第三目的是針對上述問題，提供一種生物質納米纖維導電氣凝膠的應用。
4、本專利技術創造性地提出了一種生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：將海藻酸鈉與聚乳酸納米纖維漿液混合并加入氧化石墨烯得到混合液，將混合液冷凍干燥后浸入鈣離子溶液中浸泡以進行交聯，清洗、冷凍干燥得到聚乳酸-海藻酸鈉-氧化石墨烯氣凝膠。
5、本專利技術以聚乳酸和海藻酸鈉為原料，將氧化石墨烯結合負載到聚乳酸納米纖維材料上，經過冷凍干燥后得到未交聯的聚乳酸納米纖維-海藻酸鈉導電氣凝膠；再將所制備的氣凝膠浸入鈣離子
6、通過聚乳酸納米纖維與海藻酸鈉交聯進行疏水改性，加入氧化石墨烯，能夠制備具有低密度、高比表面積、高孔隙率和孔體積等結構特性的聚乳酸-海藻酸鈉-氧化石墨烯導電氣凝膠。對染料能快速有效地降解。
7、聚乳酸(又稱聚丙交酯)是以乳酸為主要原料聚合得到的聚酯類聚合物，其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環境。聚乳酸可以靜電紡絲成納米纖維。聚乳酸納米纖維具有同聚酯纖維相似的物理特性，由于它的高結晶性和高取向性，因而具有耐高熱性和高強度。聚乳酸結構中無親水基團，其纖維材料具有強疏水性。同時，聚乳酸還具有生物可降解性。
8、本專利技術采用的聚乳酸優選為分子量60000的左旋聚乳酸。
9、海藻酸鈉是一種來源于海洋褐藻的天然多糖材料，分子鏈由b-d-甘露糖酸酸(m)和a-l-古羅糖酸酸(g)按(1-4)糖苷鍵鏈接而成。以海藻酸鈉為原料制備的海藻酸鈉基氣凝膠可作為吸附材料使用。但海藻酸鈉基氣凝膠表面帶有大量的羥基、羧基等親水基團，易吸收空氣中的水分，使內部結構遭到破壞。通過化學交聯法使其內部基團結合或是通過表面疏水改性處理得到疏水氣凝膠可以有效改善機械性能的問題。氣凝膠浸入鈣溶液中，使其內部發生離子交聯反應形成“蛋格”結構，再次冷凍干燥后得到交聯的海藻酸鈉基氣凝膠。經過離子交聯后，氣凝膠內部多孔結構得到有效保護。
10、氧化石墨烯(簡稱go)是石墨烯的氧化物。經過化學氧化，其上含氧官能團增多而使性質較石墨烯更加活潑，有效提升石墨烯的分散性、氧化性和吸附性。與石墨烯相比，氧化石墨烯經過氧化石墨剝離而形成的具有二維空間結構的單層或多層氧化石墨，表面含有豐富的含氧基團，具有良好的氧化性，并且其表面含有豐富的親水基團，片層結構表面的羧基和羥基基團電離后帶有負電荷，互相的靜電斥力使其在溶劑中可以有很好的分散性。含氧基團的引入了提供表面修飾活性位置和較大的比表面積，利用氧化石墨烯易功能化。氧化石墨烯因自身優異的物理、化學、光學、電學性質廣泛應用于各個領域，將其負載至氣凝膠材料上可制備具有催化作用的導電氣凝膠。
11、在上述的一種生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法中，將所述聚乳酸-海藻酸鈉-氧化石墨烯氣凝膠經氫碘酸蒸汽還原，再清洗、冷凍干燥得到經還原的聚乳酸-海藻酸鈉-還原氧化石墨烯氣凝膠。
12、經還原得到的經還原的聚乳酸-海藻酸鈉-還原氧化石墨烯氣凝膠，對染料的降解率大大提高。
13、在上述的一種生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法中，所述聚乳酸納米纖維漿液的制備方法為，將聚乳酸紡絲液靜電紡絲成聚乳酸納米纖維，再將聚乳酸納米纖維加入去離子水用破壁機打碎成均勻細膩的聚乳酸納米纖維漿液。
14、具體而言，聚乳酸紡絲液靜電紡絲的方法為，常溫下，將a組紡絲液在紡絲速度0.12mm/min、紡絲電壓13kw、接受距離15cm條件下靜電紡絲成聚乳酸納米纖維。
15、具體而言，聚乳酸納米纖維漿液的制備方法為，將聚乳酸納米纖維用破壁機加入去離子水反復打碎2h，打成均勻細膩的聚乳酸納米纖維漿液。
16、在上述的一種生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法中，所述聚乳酸紡絲液的制備方法為，將聚乳酸與n,n-二甲基甲酰胺、三氯甲烷溶液混合配置成粘稠的聚乳酸紡絲液。
17、在上述的一種生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法中，所述聚乳酸紡絲液的制備方法為，將聚乳酸與n,n-二甲基甲酰胺、三氯甲烷溶液和金屬酞菁混合配置成粘稠的聚乳酸紡絲液。
18、引入親水性基團的酞菁化合物由于具有獨特的大環共軛結構以及穩定的化學性質，因而具有良好的光催化性能。金屬酞菁的大π共軛體系能與活性碳纖維上π電子體系有機結合，從而改善金屬酞菁周圍電子態的反應環境，為催化反應的電子轉移提供了新的途徑。利用金屬酞菁的催化作用，促進氣凝膠對染料的降解，能循環吸附凈化染料污水的材料。
19、本專利技術中金屬酞菁包括錳、鐵、鈷、銅、鋅等金屬酞菁。
20、在上述的一種生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法中，所述金屬酞菁的含量為聚乳酸質量的2％～10％。
21、在上述的一種生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法中，所述聚乳酸紡絲液中聚乳酸的質量分數為7％～13％。
22、在上述的一種生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法中，所述海藻酸鈉和聚乳酸納米纖維漿液的固液比為0.005～0.02g/ml，所述氧化石墨烯與海藻酸鈉的質量比為1.5～19.5:2.5。
23、本專利技術創造性地提出了一種生物質納米纖維導電氣凝膠，采用上述任一種所述的方法制備得到。
24、本專利技術創造性地提出了一種生物質納米纖維導電氣凝膠在染料降解中的應用。
25、在染料溶液中加入生物質納米纖維導電氣凝膠和h2o2，調節其ph＝7～9，能夠提升生物質納米纖維導電氣凝膠對染料的降解速度。
26、作為優選，在染料溶液中加入生物質納米纖維導電氣凝膠樣品為10～50mg時，對應加入0.2ml～1ml?10mmol/l?h2o2。
27、與現有技術相比，本專利技術的優點在于：
28、本專利技術制備具有低密度、高比表面積、高孔隙率和孔體積等結構特性的聚乳酸-海藻酸鈉-氧化石墨烯導電氣凝膠。制備得到的生物質氣本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將海藻酸鈉與聚乳酸納米纖維漿液混合并加入氧化石墨烯得到混合液，將混合液冷凍干燥后浸入鈣離子溶液中浸泡以進行交聯，清洗、冷凍干燥得到聚乳酸-海藻酸鈉-氧化石墨烯氣凝膠；將所述聚乳酸-海藻酸鈉-氧化石墨烯氣凝膠經氫碘酸蒸汽還原，再清洗、冷凍干燥得到經還原的聚乳酸-海藻酸鈉-還原氧化石墨烯氣凝膠。
2.如權利要求1所述的生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述聚乳酸納米纖維漿液的制備方法為，將聚乳酸紡絲液靜電紡絲成聚乳酸納米纖維，再將聚乳酸納米纖維加入去離子水用破壁機打碎成均勻細膩的聚乳酸納米纖維漿液。
3.如權利要求2所述的生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述聚乳酸紡絲液的制備方法為，將聚乳酸與N,N-二甲基甲酰胺、三氯甲烷溶液混合配置成粘稠的聚乳酸紡絲液。
4.如權利要求2所述的生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述聚乳酸紡絲液的制備方法為，將聚乳酸與N,N-二甲基甲酰胺、三氯甲烷溶液和金屬酞菁混合配置成粘稠的聚乳酸紡絲液。
5
6.如權利要求4或5所述的生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法，其特征在于：所述聚乳酸紡絲液中聚乳酸的質量分數為7％～13％。
7.如權利要求1所述的生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法，其特征在于：所述海藻酸鈉和聚乳酸納米纖維漿液的固液比為0.005～0.02g/mL，所述氧化石墨烯與海藻酸鈉的質量比為1.5～19.5:2.5。
8.一種生物質納米纖維導電氣凝膠，其特征在于：采用如權利要求1～7中任一項所述的方法制備得到。
9.一種如權利要求8所述的生物質納米纖維導電氣凝膠在染料降解中的應用。
10.如權利要求9所述的應用，其特征在于：在染料溶液中加入生物質納米纖維導電氣凝膠和H2O2，調節其pH＝7～9。
...【技術特征摘要】
1.生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將海藻酸鈉與聚乳酸納米纖維漿液混合并加入氧化石墨烯得到混合液，將混合液冷凍干燥后浸入鈣離子溶液中浸泡以進行交聯，清洗、冷凍干燥得到聚乳酸-海藻酸鈉-氧化石墨烯氣凝膠；將所述聚乳酸-海藻酸鈉-氧化石墨烯氣凝膠經氫碘酸蒸汽還原，再清洗、冷凍干燥得到經還原的聚乳酸-海藻酸鈉-還原氧化石墨烯氣凝膠。
2.如權利要求1所述的生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述聚乳酸納米纖維漿液的制備方法為，將聚乳酸紡絲液靜電紡絲成聚乳酸納米纖維，再將聚乳酸納米纖維加入去離子水用破壁機打碎成均勻細膩的聚乳酸納米纖維漿液。
3.如權利要求2所述的生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述聚乳酸紡絲液的制備方法為，將聚乳酸與n,n-二甲基甲酰胺、三氯甲烷溶液混合配置成粘稠的聚乳酸紡絲液。
4.如權利要求2所述的生物質納米纖維導電氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述聚乳酸紡絲液的制備方法為...
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