本發(fā)明涉及竹材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)載氧化石墨烯/納米銀層的竹質(zhì)復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)：

竹子是一種木質(zhì)化的多年生禾本科植物，生長發(fā)育獨(dú)特，具有獨(dú)特的地下根鞭系統(tǒng)和快速的更新繁殖能力，高徑生長快速完成，是一種特殊的生態(tài)植被類型。由于竹子的生產(chǎn)周期短，并且竹子的各種性能優(yōu)異，一定程度上能夠取代木材。竹材與木材都是天然生長的有機(jī)體，都是一種再生資源，同屬非均質(zhì)和各向異性材料。與木材相比，竹材又具有硬度較高、強(qiáng)度較大、剛性較好、結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)感順滑、紋理清晰等特點(diǎn)。竹木復(fù)合材料可以作為木材的優(yōu)良替代品，甚至優(yōu)勝于木材。而如何更好的加工與利用竹材成為解決問題的關(guān)鍵之一，加強(qiáng)竹材各方面的性能也越來越受到人們的重視。

隨著染料合成、印染等工業(yè)廢水的不斷排放和各種染料的不斷使用，進(jìn)入環(huán)境的染料數(shù)量和種類不斷增加，染料造成的環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界大約15％的染料在生產(chǎn)過程中被排放到廢水中，而這些有色廢水在環(huán)境中又會(huì)通過氧化、水解以及其他化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)有毒的副產(chǎn)物。采用傳統(tǒng)的物理、生化或化學(xué)氧化法處理此類廢水普遍存在處理周期長、降解速率低等問題，因此，如何有效降解染料廢水已成為環(huán)境學(xué)科研究的熱點(diǎn)問題。

隨著我國建筑裝修材料和車船內(nèi)裝飾結(jié)構(gòu)用材防火要求安全性的提高，結(jié)構(gòu)板材在滿足力學(xué)性能的同時(shí)也要求必須達(dá)到相應(yīng)阻燃標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求。如果竹材作為主要的建筑結(jié)構(gòu)材料和室內(nèi)裝修裝飾的重要材料，屬于可燃材料，一旦發(fā)生火災(zāi)必將帶來巨大災(zāi)難。

竹材由于含水、淀粉、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素等成分易受細(xì)菌及霉菌的侵蝕，從而導(dǎo)致竹材易發(fā)霉腐爛，使其在加工后不易儲(chǔ)藏，不利于竹材的大規(guī)模綜合利用。

竹材由于自身的導(dǎo)電性能較差，因此，使得竹材的應(yīng)用范圍受到一定限制。

因此，如何通過竹材來處理染料廢水，以及降低火災(zāi)，對(duì)竹材進(jìn)行防腐抗菌處理，并提高竹材的導(dǎo)電性能以擴(kuò)展竹材的應(yīng)用范圍，成為人們研究功能型竹材的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種負(fù)載氧化石墨烯/納米銀層的竹質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，以提供一種具有光催化性能、導(dǎo)電性能、抗菌性能以及阻燃性能的竹質(zhì)復(fù)合材料。

本發(fā)明提供的負(fù)載氧化石墨烯/納米銀層的竹質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，所述竹質(zhì)復(fù)合材料以竹材為基底，氧化石墨烯為中間層，納米銀層為面層，所述氧化石墨烯的負(fù)載采用水熱法制備而成，所述納米銀層的負(fù)載采用銀鏡反應(yīng)制備而成。

可選地，包括如下步驟：

步驟1、選用毛竹作為原料，將所述原料加工成竹塊；

步驟2、配制氧化石墨烯水溶液；

步驟3、將所述竹塊和所述氧化石墨烯水溶液分別轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，將該水熱反應(yīng)釜置于烘箱中進(jìn)行水熱處理；

步驟4、將完成水熱處理的水熱反應(yīng)釜取出并冷卻后，取出竹塊并進(jìn)行第一次超聲清洗；

步驟5、將經(jīng)過第一次超聲清洗的竹塊置于真空干燥箱中進(jìn)行第一次干燥，獲得負(fù)載氧化石墨烯的竹塊；

步驟6、配制硝酸銀溶液，并在對(duì)所述硝酸銀溶液攪拌的同時(shí)，向其中逐滴加入氨水溶液，直到形成透明無色的[Ag(NH₃)₂]⁺溶液；

步驟7、將負(fù)載氧化石墨烯的竹塊放入所述[Ag(NH₃)₂]⁺溶液中浸泡，再取出竹塊轉(zhuǎn)入葡萄糖溶液中，并于1～30min后將剩余的[Ag(NH₃)₂]⁺溶液一并轉(zhuǎn)入所述葡萄糖溶液中并保持15～60min；

步驟8、取出竹塊并進(jìn)行第二次超聲清洗；

步驟9、將經(jīng)過第二次超聲清洗的竹塊置于真空干燥箱中進(jìn)行第二次干燥，獲得負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊。

可選地，步驟2中，所述氧化石墨烯水溶液的濃度為0.1～2.0mg/mL。

進(jìn)一步地，步驟2中，所述氧化石墨烯水溶液的濃度為1.0mg/mL，所述氧化石墨烯水溶液的體積足夠浸沒所述竹塊。

可選地，步驟3中，所述水熱處理的溫度為100～180℃，時(shí)間為1～7h。

進(jìn)一步地，步驟3中，所述水熱處理的溫度為140℃，時(shí)間為3h。

可選地，步驟4中，所述第一次超聲清洗采用蒸餾水進(jìn)行清洗，超聲時(shí)間為1～5min。

可選地，步驟5中，所述第一次干燥的溫度為40～60℃，干燥時(shí)間為24～48h。

進(jìn)一步地，步驟5中，所述第一次干燥的溫度為50℃，干燥時(shí)間為24h。

可選地，步驟6中，所述硝酸銀溶液的體積足夠浸沒所述竹塊，濃度為0.4～0.6mol/L，所述氨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25wt.％～28wt.％。

可選地，步驟7中，浸泡時(shí)間為0.5～2h，所述葡萄糖溶液的體積與所述硝酸銀的體積相等，濃度為0.1～0.3mol/L。

可選地，步驟8中，所述第二次超聲清洗采用去離子水進(jìn)行清洗，超聲時(shí)間為1～5min。

可選地，步驟9中，所述第二次干燥的溫度為40～60℃，干燥時(shí)間為24～48h。

進(jìn)一步地，步驟9中，所述第二次干燥的溫度為50℃，干燥時(shí)間為24h。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的負(fù)載氧化石墨烯/納米銀層的竹質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，所述竹質(zhì)復(fù)合材料以竹材為基底，氧化石墨烯為中間層，納米銀層為面層，所述氧化石墨烯的負(fù)載采用水熱法制備而成，所述納米銀層的負(fù)載采用銀鏡反應(yīng)制成。該竹質(zhì)復(fù)合材料具有光催化性能、導(dǎo)電性能、抗菌性能以及阻燃性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1示出了本發(fā)明所提供的負(fù)載氧化石墨烯/納米銀層的竹質(zhì)復(fù)合材料的制備方法的流程圖；

圖2是作為基底的竹塊的掃描電子顯微鏡示意圖；

圖3是負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊的掃描電子顯微鏡示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例4的竹塊、負(fù)載氧化石墨烯的竹塊以及負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊在紫外光照射下對(duì)甲基橙的光降解變化圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例5的竹塊、負(fù)載氧化石墨烯的竹塊以及負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊在紫外光照射下對(duì)羅丹明B的光降解變化圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例6的竹塊、負(fù)載氧化石墨烯的竹塊以及負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊在紫外光照射下對(duì)亞甲基藍(lán)的光降解變化圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

需要注意的是，除非另有說明，本申請(qǐng)使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常意義。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種負(fù)載氧化石墨烯/納米銀層的竹質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，所述竹質(zhì)復(fù)合材料以竹材為基底，氧化石墨烯為中間層，納米銀層為面層，所述氧化石墨烯的負(fù)載采用水熱法制備而成，所述納米銀層的負(fù)載采用銀鏡反應(yīng)制備而成。

圖1示出了本發(fā)明所提供的負(fù)載氧化石墨烯/納米銀層的竹質(zhì)復(fù)合材料的制備方法的流程圖。參見圖1，包括如下步驟：

步驟1、選用五年生成熟毛竹作為原料，將所述原料加工成竹塊；

步驟2、配制濃度為0.1～2.0mg/mL的氧化石墨烯水溶液，優(yōu)選為1.0mg/mL，所述氧化石墨烯水溶液的體積足夠浸沒所述竹塊，所述氧化石墨烯水溶液在使用前最好進(jìn)行超聲處理，使其均勻分布，形成成分均一的分散體系；

步驟3、將所述竹塊和所述氧化石墨烯水溶液分別轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，將該水熱反應(yīng)釜置于烘箱中進(jìn)行水熱處理，其中，所述水熱處理的溫度為100～180℃，優(yōu)選為140℃，時(shí)間為1～7h，優(yōu)選為3h；

步驟4、將完成水熱處理的水熱反應(yīng)釜取出并冷卻后，取出竹塊并進(jìn)行第一次超聲清洗，其中，所述第一次超聲清洗采用蒸餾水進(jìn)行清洗，超聲時(shí)間為1～5min；

步驟5、將經(jīng)過第一次超聲清洗的竹塊置于真空干燥箱中進(jìn)行第一次干燥，獲得負(fù)載氧化石墨烯的竹塊，其中，所述第一次干燥的溫度為40～60℃，優(yōu)選為50℃，干燥時(shí)間為24～48h，優(yōu)選為24h；

步驟6、配制濃度為0.4～0.6mol/L的硝酸銀溶液，并在對(duì)所述硝酸銀溶液攪拌的同時(shí)，向其中逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25wt.％～28wt.％的氨水溶液，直到形成透明無色的[Ag(NH₃)₂]⁺溶液，其中，所述硝酸銀溶液的體積足夠浸沒所述竹塊；

步驟7、將負(fù)載氧化石墨烯的竹塊放入所述[Ag(NH₃)₂]⁺溶液中浸泡0.5～2h，再取出竹塊轉(zhuǎn)入濃度為0.1～0.3mol/L的葡萄糖溶液中，并于1～30min后將剩余的[Ag(NH₃)₂]⁺溶液一并轉(zhuǎn)入所述葡萄糖溶液中并保持15～60min，其中，所述葡萄糖溶液的體積與所述硝酸銀的體積相等；

步驟8、取出竹塊并進(jìn)行第二次超聲清洗，其中，所述第二次超聲清洗采用去離子水進(jìn)行清洗，超聲時(shí)間為1～5min；

步驟9、將經(jīng)過第二次超聲清洗的竹塊置于真空干燥箱中進(jìn)行第二次干燥，獲得負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊，其中，所述第二次干燥的溫度為40～60℃，優(yōu)選為50℃，干燥時(shí)間為24～48h，優(yōu)選為24h。

本發(fā)明提供的負(fù)載氧化石墨烯/納米銀層的竹質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，所述竹質(zhì)復(fù)合材料以竹材為基底，氧化石墨烯為中間層，納米銀層為面層，所述氧化石墨烯的負(fù)載采用水熱法制備而成，所述納米銀層的負(fù)載采用銀鏡反應(yīng)制成。該竹質(zhì)復(fù)合材料具有光催化性能、導(dǎo)電性能、抗菌性能以及阻燃性能。

本發(fā)明中所采用的水熱反應(yīng)釜的內(nèi)膽均為聚四氟乙烯，外殼為不銹鋼。主要是因?yàn)榫鬯姆蚁┚哂心腿魏位瘜W(xué)腐蝕，耐高溫，耐老化的優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)在制備過程中與其中的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)，而采用不銹鋼外殼，主要是由于不銹鋼具有一定的剛度，抗壓性能好。

圖2是作為基底的竹塊的掃描電子顯微鏡示意圖。參見圖2，可以看到清潔、光滑的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)。

在水熱處理過程中，竹塊浸沒在氧化石墨烯的水溶液液中，吸收了一定量的氧化石墨烯納米片，然后在水熱過程中，氧化石墨烯被還原成了石墨烯納米片。隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，使得竹材表面聚集的石墨烯納米片不斷積累，進(jìn)一步再增加氧化石墨烯層的厚度。而這一過程是采用自發(fā)的一層堆積一層的方式進(jìn)行的，還原氧化石墨烯與竹塊表面的結(jié)合采用的是物理吸附和氫鍵作用的方式。

在銀鏡反應(yīng)中，負(fù)載氧化石墨烯的竹塊首先浸入到硝酸銀和氨水的混合溶液中，再加入葡萄糖溶液，在水浴下反應(yīng)一段時(shí)間，從而在負(fù)載氧化石墨烯的竹塊表面形成了銀單質(zhì)保護(hù)層。其具體反應(yīng)原理如下：

AgNO₃+NH₃·H₂O→AgOH↓+NH₄⁺+NO₃^- (1)

AgOH+2NH₃·H₂O→[Ag(NH₃)₂]OH+2H₂O (2)

[Ag(NH₃)₂]OH→[Ag(NH₃)₂]⁺+OH^- (3)

C₅H₁₁O₅·COH+2[Ag(NH₃)₂]OH→C₅H₁₁O₅·CO₂NH₄+2Ag↓+3NH₃+H₂O

(4)

圖3是負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊的掃描電子顯微鏡示意圖。參見圖3，可以看到竹塊表面已經(jīng)不是干凈素材的形貌，上面負(fù)載了顆粒狀材料，納米銀已經(jīng)在銀鏡反應(yīng)中，結(jié)合到還原氧化石墨烯的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上，但由于納米銀顆粒小，發(fā)生嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象。

竹塊的規(guī)格，按照縱向×弦向×徑向的標(biāo)示方法，可以為50mm×20mm×5mm，20mm×20mm×5mm或其他合理尺寸。

無機(jī)抗菌劑包括銀納米顆粒，其抗菌機(jī)理是釋放出來的金屬離子能吸附微生物細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)，與其中的巰基、氨基等官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，使微生物的能量代謝不能進(jìn)行，從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。也有研究認(rèn)為，是由于抗菌劑的催化作用，在在載體中處于穩(wěn)定的活化狀態(tài)，能夠與水和空氣中的氧發(fā)生作用，可產(chǎn)生H₂O^-、H₂O⁺、O^2-等活性氧物質(zhì)，從而破壞細(xì)胞內(nèi)各種重要生物高分子，抑制細(xì)菌的生長和繁殖。

下面針對(duì)本發(fā)明的負(fù)載氧化石墨烯/納米銀層納米層的竹質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，提供了以下三個(gè)實(shí)施例。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供的負(fù)載氧化石墨烯/納米銀層的竹質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

1、選用五年生成熟毛竹作為原料，將所述原料加工成竹塊；

2、配制濃度為0.1mg/mL的氧化石墨烯水溶液；

3、將所述竹塊和所述氧化石墨烯水溶液分別轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，將該水熱反應(yīng)釜置于烘箱中進(jìn)行水熱處理，其中，所述水熱處理的溫度為100℃，時(shí)間為7h；

4、將完成水熱處理的水熱反應(yīng)釜取出并冷卻后，取出竹塊并進(jìn)行第一次超聲清洗，其中，所述第一次超聲清洗采用蒸餾水進(jìn)行清洗，超聲時(shí)間為1min；

5、將經(jīng)過第一次超聲清洗的竹塊置于真空干燥箱中進(jìn)行第一次干燥，獲得負(fù)載氧化石墨烯的竹塊，其中，所述第一次干燥的溫度為40℃，干燥時(shí)間為48h；

6、配制50mL濃度為0.4mol/L的硝酸銀溶液，并在對(duì)所述硝酸銀溶液攪拌的同時(shí)，向其中逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25wt.％的氨水溶液，直到形成透明無色的[Ag(NH₃)₂]⁺溶液；

7、將負(fù)載氧化石墨烯的竹塊放入所述[Ag(NH₃)₂]⁺溶液中浸泡0.5h，再取出竹塊轉(zhuǎn)入50mL濃度為0.1mol/L的葡萄糖溶液中，并于1min后將剩余的[Ag(NH₃)₂]⁺溶液一并轉(zhuǎn)入所述葡萄糖溶液中并保持15min；

8、取出竹塊并進(jìn)行第二次超聲清洗，其中，所述第二次超聲清洗采用去離子水進(jìn)行清洗，超聲時(shí)間為1min；

9、將經(jīng)過第二次超聲清洗的竹塊置于真空干燥箱中進(jìn)行第二次干燥，獲得負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊，其中，所述第二次干燥的溫度為40℃，干燥時(shí)間為48h。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供的負(fù)載氧化石墨烯/納米銀層的竹質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

1、選用五年生成熟毛竹作為原料，將所述原料加工成竹塊；

2、配制濃度為1.0mg/mL的氧化石墨烯水溶液；

3、將所述竹塊和所述氧化石墨烯水溶液分別轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，將該水熱反應(yīng)釜置于烘箱中進(jìn)行水熱處理，其中，所述水熱處理的溫度為140℃，時(shí)間為3h；

4、將完成水熱處理的水熱反應(yīng)釜取出并冷卻后，取出竹塊并進(jìn)行第一次超聲清洗，其中，所述第一次超聲清洗采用蒸餾水進(jìn)行清洗，超聲時(shí)間為3min；

5、將經(jīng)過第一次超聲清洗的竹塊置于真空干燥箱中進(jìn)行第一次干燥，獲得負(fù)載氧化石墨烯的竹塊，其中，所述第一次干燥的溫度為50℃，干燥時(shí)間為36h；

6、配制50mL濃度為0.5mol/L的硝酸銀溶液，并在對(duì)所述硝酸銀溶液攪拌的同時(shí)，向其中逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27wt.％的氨水溶液，直到形成透明無色的[Ag(NH₃)₂]⁺溶液；

7、將負(fù)載氧化石墨烯的竹塊放入所述[Ag(NH₃)₂]⁺溶液中浸泡1h，再取出竹塊轉(zhuǎn)入50mL濃度為0.2mol/L的葡萄糖溶液中，并于5min后將剩余的[Ag(NH₃)₂]⁺溶液一并轉(zhuǎn)入所述葡萄糖溶液中并保持30min；

8、取出竹塊并進(jìn)行第二次超聲清洗，其中，所述第二次超聲清洗采用去離子水進(jìn)行清洗，超聲時(shí)間為3min；

9、將經(jīng)過第二次超聲清洗的竹塊置于真空干燥箱中進(jìn)行第二次干燥，獲得負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊，其中，所述第二次干燥的溫度為50℃，干燥時(shí)間為36h。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供的負(fù)載氧化石墨烯/納米銀層的竹質(zhì)復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

1、選用五年生成熟毛竹作為原料，將所述原料加工成竹塊；

2、配制濃度為2.0mg/mL的氧化石墨烯水溶液；

3、將所述竹塊和所述氧化石墨烯水溶液分別轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，將該水熱反應(yīng)釜置于烘箱中進(jìn)行水熱處理，其中，所述水熱處理的溫度為180℃，時(shí)間為1h；

4、將完成水熱處理的水熱反應(yīng)釜取出并冷卻后，取出竹塊并進(jìn)行第一次超聲清洗，其中，所述第一次超聲清洗采用蒸餾水進(jìn)行清洗，超聲時(shí)間為5min；

5、將經(jīng)過第一次超聲清洗的竹塊置于真空干燥箱中進(jìn)行第一次干燥，獲得負(fù)載氧化石墨烯的竹塊，其中，所述第一次干燥的溫度為60℃，干燥時(shí)間為24h；

6、配制50mL濃度為0.6mol/L的硝酸銀溶液，并在對(duì)所述硝酸銀溶液攪拌的同時(shí)，向其中逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28wt.％的氨水溶液，直到形成透明無色的[Ag(NH₃)₂]⁺溶液；

7、將負(fù)載氧化石墨烯的竹塊放入所述[Ag(NH₃)₂]⁺溶液中浸泡2h，再取出竹塊轉(zhuǎn)入50mL濃度為0.3mol/L的葡萄糖溶液中，并于30min后將剩余的[Ag(NH₃)₂]⁺溶液一并轉(zhuǎn)入所述葡萄糖溶液中并保持60min；

8、取出竹塊并進(jìn)行第二次超聲清洗，其中，所述第二次超聲清洗采用去離子水進(jìn)行清洗，超聲時(shí)間為5min；

9、將經(jīng)過第二次超聲清洗的竹塊置于真空干燥箱中進(jìn)行第二次干燥，獲得負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊，其中，所述第二次干燥的溫度為60℃，干燥時(shí)間為24h。

實(shí)施例4

本實(shí)施例為了驗(yàn)證本發(fā)明的制備方法所制備的竹質(zhì)復(fù)合材料在紫外線照射下對(duì)甲基橙的光降解結(jié)果。具體操作如下：

分別取三個(gè)同樣大小的竹塊，竹塊尺寸為20mm×20mm×5mm，其中一個(gè)竹塊不作任何處理，稱之為竹塊11，另一個(gè)竹塊按照實(shí)施例1所提供的制備方法中的步驟1-步驟5進(jìn)行處理，獲得負(fù)載氧化石墨烯的竹塊，稱之為竹塊12，最后一個(gè)竹塊按照實(shí)施例1所提供的制備方法中的步驟1-步驟9進(jìn)行處理，獲得負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊，稱之為竹塊13。

首先配制甲基橙標(biāo)準(zhǔn)溶液，在464nm最大吸收峰處測定其吸光度，再使用蒸餾水配制三份濃度為10mg/L，體積為30mL的甲基橙溶液，將竹塊11、竹塊12和竹塊13分別放入這三份甲基橙溶液中暗處理使其達(dá)到吸附平衡，然后將上述溶液分別置于光化學(xué)反應(yīng)器中使其在室溫下和紫外光輻射條件下發(fā)生光催化降解反應(yīng)，時(shí)間為60min，其中，每隔10min測一次甲基橙溶液在464nm最大吸收峰處的吸光度。圖4是本發(fā)明實(shí)施例4的竹塊、負(fù)載氧化石墨烯的竹塊以及負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊在紫外光照射下對(duì)甲基橙的光降解變化圖。參見圖4，其中，橫坐標(biāo)為時(shí)間t，縱坐標(biāo)為時(shí)間t處的濃度C與初始濃度C₀之間的比值，可以發(fā)現(xiàn)，三份甲基橙溶液經(jīng)過竹塊11、竹塊12和竹塊13處理60min后，其吸光度均有所下降，但是，負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊，即竹塊13使得甲基橙溶液的吸光度下降幅度最大。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線以及測得的甲基橙溶液的吸光度，可以計(jì)算出每隔10min反應(yīng)后的甲基橙溶液的濃度C。染料溶液去除率按下式計(jì)算：

其中，Y為染料溶液去除率，C₀是初始濃度，C是測試時(shí)間t時(shí)的濃度。根據(jù)計(jì)算，本實(shí)施例中竹塊13使得甲基橙溶液在60min后的濃度去除率達(dá)到78.4％。

竹塊11之所以能夠引起甲基橙溶液的吸光度下降，其原因是因?yàn)橹癫氖且环N多孔材料，能夠?qū)θ芤褐械募谆确肿舆M(jìn)行吸附，從而引起甲基橙溶液的吸光度下降。而當(dāng)竹塊11負(fù)載了還原氧化石墨烯后，即為竹塊12，由于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的石墨烯比表面積大，提供更多的結(jié)合點(diǎn)，吸附了更多的甲基橙分子，造成溶液吸光度下降更大。當(dāng)竹塊12的最外面一層負(fù)載上了納米銀層后，即為竹塊13，一方面仍然存在一定的吸附作用，另一方面是銀納米顆粒對(duì)甲基橙具有較好的光催化分解能力，從而造成其吸光度下降最大。

實(shí)施例5

本實(shí)施例為了驗(yàn)證本發(fā)明的制備方法所制備的竹質(zhì)復(fù)合材料在紫外線照射下對(duì)羅丹明B的光降解結(jié)果。具體操作如下：

分別取三個(gè)同樣大小的竹塊，竹塊尺寸為20mm×20mm×5mm，其中一個(gè)竹塊不作任何處理，稱之為竹塊21，另一個(gè)竹塊按照實(shí)施例2所提供的制備方法中的步驟1-步驟5進(jìn)行處理，獲得負(fù)載氧化石墨烯的竹塊，稱之為竹塊22，最后一個(gè)竹塊按照實(shí)施例2所提供的制備方法中的步驟1-步驟9進(jìn)行處理，獲得負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊，稱之為竹塊23。

首先配制羅丹明B的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在554nm最大吸收峰處測定其吸光度，再使用蒸餾水配制三份濃度為10mg/L，體積為30mL的羅丹明B溶液，將竹塊21、竹塊22和竹塊23分別放入這三份羅丹明B溶液中暗處理使其達(dá)到吸附平衡，然后將上述溶液分別置于光化學(xué)反應(yīng)器中使其在室溫下和紫外光輻射條件下發(fā)生光催化降解反應(yīng)，并同時(shí)配有紫外線照射，處理時(shí)間為60min，其中，每隔10min測一次羅丹明B溶液在554nm最大吸收峰處的吸光度。圖5是本發(fā)明實(shí)施例5的竹塊、負(fù)載氧化石墨烯的竹塊以及負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊在紫外光照射下對(duì)羅丹明B的光降解變化圖。參見圖5，其中，橫坐標(biāo)為時(shí)間t，縱坐標(biāo)為時(shí)間t處的濃度C與初始濃度C₀之間的比值，可以發(fā)現(xiàn)，三份羅丹明B溶液經(jīng)過竹塊21、竹塊22和竹塊23處理60min后，其吸光度均有所下降，但是，負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊，即竹塊23使得羅丹明B溶液的吸光度下降幅度最大。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線以及測得的羅丹明B溶液的吸光度，可以計(jì)算出每隔10min反應(yīng)后的羅丹明B溶液的濃度C。染料溶液去除率按下式計(jì)算：

其中，Y為染料溶液去除率，C₀是初始濃度，C是測試時(shí)間t時(shí)的濃度。根據(jù)計(jì)算，本實(shí)施例中竹塊23使得羅丹明B溶液在60min后的濃度去除率達(dá)到77.6％。

竹塊21之所以能夠引起羅丹明B溶液的吸光度下降，其原因是因?yàn)橹癫氖且环N多孔材料，能夠?qū)θ芤褐械牧_丹明B分子進(jìn)行吸附，從而引起羅丹明B溶液的吸光度下降。而當(dāng)竹塊21負(fù)載了還原氧化石墨烯后，即為竹塊22，由于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的石墨烯比表面積大，提供更多的結(jié)合點(diǎn)，吸附了更多的羅丹明B分子，造成溶液吸光度下降更大。當(dāng)竹塊22的最外面一層負(fù)載上了納米銀層納米晶體后，即為竹塊23，一方面由于竹材孔隙和表面石墨烯等材料具有一定的吸附效果，另一方面納米銀顆粒在紫外光照射下能對(duì)羅丹明B溶液進(jìn)行催化光降解，從而造成其吸光度下降最大。

實(shí)施例6

本實(shí)施例為了驗(yàn)證本發(fā)明的制備方法所制備的竹質(zhì)復(fù)合材料在紫外線照射下對(duì)亞甲基藍(lán)的光降解結(jié)果。具體操作如下：

分別取三個(gè)同樣大小的竹塊，竹塊尺寸為20mm×20mm×5mm，其中一個(gè)竹塊不作任何處理，稱之為竹塊31，另一個(gè)竹塊按照實(shí)施例3所提供的制備方法中的步驟1-步驟5進(jìn)行處理，獲得負(fù)載氧化石墨烯的竹塊，稱之為竹塊32，最后一個(gè)竹塊按照實(shí)施例3所提供的制備方法中的步驟1-步驟9進(jìn)行處理，獲得負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊，稱之為竹塊33。

首先配制亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液，在668nm最大吸收峰處測定其吸光度，再使用蒸餾水配制三份濃度為10mg/L，體積為30mL的亞甲基藍(lán)溶液，將竹塊31、竹塊32和竹塊33分別放入這三份亞甲基藍(lán)溶液中暗處理使其達(dá)到吸附平衡，然后將上述溶液分別置于光化學(xué)反應(yīng)器中使其在室溫下和紫外光輻射條件下發(fā)生光催化降解反應(yīng)，并同時(shí)配有紫外線照射，處理時(shí)間為60min，其中，每隔10min測一次亞甲基藍(lán)溶液在668nm最大吸收峰處的吸光度。圖6是本發(fā)明實(shí)施例6的竹塊、負(fù)載氧化石墨烯的竹塊以及負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊在紫外光照射下對(duì)亞甲基藍(lán)的光降解變化圖。參見圖6，其中，橫坐標(biāo)為時(shí)間t，縱坐標(biāo)為時(shí)間t處的濃度C與初始濃度C₀之間的比值，可以發(fā)現(xiàn)，三份亞甲基藍(lán)溶液經(jīng)過竹塊31、竹塊32和竹塊33處理60min后，其吸光度均有所下降，但是，負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊，即竹塊33使得亞甲基藍(lán)溶液的吸光度下降幅度最大。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線以及測得的亞甲基藍(lán)溶液的吸光度，可以計(jì)算出每隔10min反應(yīng)后的亞甲基藍(lán)溶液的濃度C。染料溶液去除率按下式計(jì)算：

其中，Y為染料溶液去除率，C₀是初始濃度，C是測試時(shí)間t時(shí)的濃度。根據(jù)計(jì)算，本實(shí)施例中竹塊33使得亞甲基藍(lán)溶液在60min后的濃度去除率達(dá)到88.8％。

竹塊31之所以能夠引起亞甲基藍(lán)溶液的吸光度下降，其原因是因?yàn)橹癫氖且环N多孔材料，能夠?qū)θ芤褐械膩喖谆{(lán)分子進(jìn)行吸附，從而引起亞甲基藍(lán)溶液的吸光度下降。而當(dāng)竹塊31負(fù)載了還原氧化石墨烯后，即為竹塊32，由于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的石墨烯比表面積大，提供更多的結(jié)合點(diǎn)，吸附了更多的亞甲基藍(lán)分子，造成溶液吸光度下降更大。當(dāng)竹塊32的最外面一層負(fù)載上了納米銀層納米晶體后，即為竹塊33，一方面仍然存在一定的吸附作用，另一方面納米銀層在紫外光照射下能對(duì)亞甲基藍(lán)溶液進(jìn)行催化光降解，從而造成其吸光度下降最大。

實(shí)施例7

本實(shí)施例為了驗(yàn)證本發(fā)明的制備方法所制備的竹質(zhì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性能。具體操作如下：

首先分別取四個(gè)同樣大小的竹片，其中一個(gè)竹片不作任何處理，稱之為竹片41，另一個(gè)竹片按照實(shí)施例2所提供的制備方法中的步驟1-步驟5進(jìn)行處理，獲得負(fù)載氧化石墨烯的竹片，稱之為竹片42，最后兩個(gè)竹片按照實(shí)施例2所提供的制備方法中的步驟1-步驟9進(jìn)行處理，獲得負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹片，稱之為竹片43和竹片44；

然后，分別將竹片41、竹片42和竹片43接入到閉合電路中，閉合電路中連接有指示燈，指示燈變亮證明該閉合電路導(dǎo)通。試驗(yàn)結(jié)果表明，竹片41和竹片42不能使導(dǎo)通電路中的指示燈變亮，而竹片43的接入能夠使導(dǎo)通電路中的指示燈變亮。可見，通過本發(fā)明的制備方法所制備的竹片具有導(dǎo)電特性。

此外，本實(shí)施例還將竹片43和竹片44隨意搭接在一起，并分別在竹片43和竹片44上各取一點(diǎn)連接閉合電路，該閉合電路中的指示燈變亮，表明本發(fā)明的制備方法所制備的竹片表面均充分負(fù)載了導(dǎo)電材料，使得原本不導(dǎo)電的竹片變成導(dǎo)體。經(jīng)測試，兩測試點(diǎn)距離為5cm時(shí)電阻為992Ω。據(jù)此，可以根據(jù)竹質(zhì)復(fù)合材料的導(dǎo)電特性和電阻范圍，結(jié)合應(yīng)用場合的需求，使其作為生物質(zhì)基導(dǎo)電材料拓寬竹材的應(yīng)用領(lǐng)域。

實(shí)施例8

本實(shí)施例為了驗(yàn)證本發(fā)明的制備方法所制備的竹質(zhì)復(fù)合材料的抗菌性能。具體操作如下：

分別取四個(gè)同樣大小的竹片，其中兩個(gè)竹片不作任何處理，稱之為竹片51和竹片52，另兩個(gè)竹片按照實(shí)施例2所提供的制備方法中的步驟1-步驟9進(jìn)行處理，獲得負(fù)載氧化石墨烯和銀納米層的竹片，稱之為竹片53和竹片54。

每個(gè)竹片均為圓形片狀，尺寸為直徑5mm，厚度2mm。

首先，將凍干的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌分別在營養(yǎng)肉湯中37℃下活化24h后，再在預(yù)先高溫滅菌的培養(yǎng)皿中傾注瓊脂培養(yǎng)基使其凝結(jié)，再將活化好的大腸桿菌菌株和金黃色葡萄球菌菌株分別注入到各兩個(gè)平板表面，每個(gè)平板表面的注入量為200微升，分布均勻，全過程在無菌條件下操作，再將竹片51和竹片53放入大腸桿菌菌株的平板上，將竹片52和竹片54放入金黃色葡萄球菌菌株的平板上。此過程中需保證菌株與竹片接觸緊密，在37℃下培養(yǎng)24h。然后再測量抑菌圈直徑大小，測量三個(gè)不同的位置并取三個(gè)位置的平均值作為最終的抑菌圈的直徑大小。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，竹片51的抑菌圈基本是其自身的邊界，即為5mm，竹片53的抑菌圈大小為10mm，可見竹片53相對(duì)于竹片51具有對(duì)大腸桿菌明顯的抗菌效果。竹片52的抑菌圈大小為5mm，而竹片54的抑菌圈大小為8mm，可見竹片54相對(duì)于竹片52具有對(duì)金黃色葡萄球菌明顯的抗菌效果。從抑菌圈直徑來看，負(fù)載氧化石墨烯和銀納米層的竹片對(duì)大腸桿菌的抑菌效果較金黃色葡萄球菌要強(qiáng)。

竹制品在人們的日常生活中經(jīng)常要接觸，若竹制品具有抵抗大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等常見菌種的能力，將會(huì)使得人們?cè)诮佑|過程中接觸細(xì)菌感染病毒的機(jī)會(huì)降低，有利于身體健康。

實(shí)施例9

本實(shí)施例為了驗(yàn)證本發(fā)明的制備方法所制備的竹質(zhì)復(fù)合材料的阻燃性能。具體操作如下：

分別取三個(gè)同樣大小的竹塊，其中一個(gè)竹塊不作任何處理，稱之為竹塊61，另一個(gè)竹塊按照實(shí)施例2所提供的制備方法中的步驟1-步驟5進(jìn)行處理，獲得負(fù)載氧化石墨烯的竹塊，稱之為竹塊62，最后一個(gè)竹塊按照實(shí)施例2所提供的制備方法中的步驟1-步驟9進(jìn)行處理，獲得負(fù)載氧化石墨烯和銀納米層的竹塊，稱之為竹塊63。

分別對(duì)竹塊61、竹塊62和竹塊63進(jìn)行直觀的燃燒試驗(yàn)。

竹塊61易于燃燒，且燃燒過程中火焰較大，用時(shí)64s已將整片竹塊燒完，且竹塊61的表面有白灰色物質(zhì)。

竹塊62也易于燃燒，用時(shí)44s即可完成，這與表面的還原氧化石墨烯是易燃物質(zhì)也有關(guān)系。

竹塊63具有自熄滅功能，當(dāng)其靠近火源燃燒，沒有火焰只有紅色的碳化，一旦撤離將很快熄滅，這是由于竹塊63表層是納米銀，難于燃燒。

綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)，負(fù)載氧化石墨烯和納米銀層的竹塊的阻燃性能相對(duì)于原先的竹塊得到了明顯的改善。

極限氧指數(shù)是指聚合物在氧和氮混合氣體中當(dāng)剛能支撐其燃燒時(shí)氧的體積分?jǐn)?shù)濃度，是表征材料燃燒行為的指數(shù)。極限氧指數(shù)可以用燃燭試驗(yàn)測定，將一個(gè)聚合物棒在特定條件下向下燃燒進(jìn)行測定。材料的極限氧指數(shù)越高，表明材料的阻燃性能越好。竹材是一種典型的易燃材料，經(jīng)檢測，竹塊61的極限氧指數(shù)為28％，竹塊62的極限氧指數(shù)為23.2％，竹塊63的極限氧指數(shù)為30.5％。

由上可知，竹塊負(fù)載氧化石墨烯后變得更易于燃燒，但當(dāng)最外層通過銀鏡反應(yīng)獲得納米銀層后，氧指數(shù)得到提升，其阻燃性能得到大大改善。由于石墨烯是一類易燃物體，當(dāng)竹塊表面僅僅負(fù)載還原氧化石墨烯后，將變得更加易燃；但當(dāng)負(fù)載了納米銀層后，將可以改善這一缺陷，使其變得更加阻燃。

綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的負(fù)載氧化石墨烯/納米銀層的竹質(zhì)復(fù)合材料的制備方法所制備的竹質(zhì)復(fù)合材料具有良好的光催化性能、導(dǎo)電、抗菌和阻燃性能。

除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的數(shù)值并不限制本發(fā)明的范圍。在這里示出和描述的所有示例中，除非另有規(guī)定，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制，因此，示例性實(shí)施例的其他示例可以具有不同的值。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。