一種納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無機(jī)化合物材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]利用半導(dǎo)體光催化氧化技術(shù)是最近三十年發(fā)展起來的一項(xiàng)新興技術(shù)，廣泛應(yīng)用在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域。在眾多的半導(dǎo)體催化劑中，納米氧化鋅顆粒具有很高的光催化性能。隨著對(duì)ZnO多相光催化技術(shù)研宄的不斷深入，其在廢水處理中的應(yīng)用日益增多，染料、有機(jī)鹵化物、農(nóng)藥、油類、腐殖酸等都能有效地進(jìn)行光催化反應(yīng)，達(dá)到脫色、去毒、礦化為無機(jī)小分子的目的。近年來，國內(nèi)外有關(guān)制造不同形貌納米ZnO的研宄有很多，人們已開始利用各種不同的方法如微乳液法、溶劑熱法、沉淀法、模板法、溶膠凝膠法、水熱法、高溫碳熱還原法等制備出了具有特殊形貌的納米氧化鋅。處理工業(yè)廢水中有機(jī)物的早期研宄主要是用懸浮狀態(tài)的半導(dǎo)體材料，但是懸浮相光催化劑難以分離回收，容易造成流失浪費(fèi)，因而難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。因此，開發(fā)半導(dǎo)體光催化劑的固定化技術(shù)成為半導(dǎo)體光催化急需解決的熱點(diǎn)問題。
[0003]在眾多載體材料中，玻璃纖維材料具有絕緣性好、耐熱性強(qiáng)、彈性模量大、塑性形變小、機(jī)械強(qiáng)度高、價(jià)廉易得等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。它獨(dú)特的纖維狀結(jié)構(gòu)以及易加工的性能都使其成為理想的負(fù)載光催化劑的載體。在使用玻璃纖維負(fù)載光催化劑的應(yīng)用中，現(xiàn)有的專利申請(qǐng)報(bào)道的幾乎都是關(guān)于二氧化鈦/玻璃纖維復(fù)合材料的制備，如:中國專利 200510026139.4，中國專利 201110125561.0和中國專利 201310407730.8。雖然二氧化鈦納米粒子以其很高的光催化活性、耐酸堿和耐光化學(xué)腐蝕、無毒性等性能而被廣泛研宄和應(yīng)用，但是，在二氧化鈦的三種晶形，即為銳鈦礦相，金紅石相和板鈦礦相中，只有銳鈦礦相的光催化性和光電轉(zhuǎn)換性都比較好。因此，在應(yīng)用中需要嚴(yán)格控制二氧化鈦的晶形和形貌，從而對(duì)其制備有較高要求，不易于操作。
[0004]工業(yè)化的高速推進(jìn)以及人口數(shù)量的幾何增長，使得水污染問題急劇惡化，造成本來已是極少的淡水資源加劇短缺，無法為人所用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前水中污染物已達(dá)2千多種，主要為有機(jī)物、碳化物、重金屬、致病微生物等。我國北方的海河、淮河和遼河發(fā)黑變臭，幾乎成了超級(jí)排污溝，而南方的太湖、巢湖和滇池由于接納了大量有機(jī)污染物，造成嚴(yán)重富營養(yǎng)化，時(shí)常因藻類爆發(fā)而失去使用價(jià)值。目前，污染水的70%?80%直接排放，全國每年排污量約300億噸，而我國污水的處理能力只占20%左右。水污染問題依然在加劇，從支流向干流、從城市向農(nóng)村、從地表向地下、從陸地向海洋蔓延發(fā)展。通常所采用的污水治理方法有物理處理方法、化學(xué)處理方法以及生物處理方法。
[0005]目前，缺乏一種能夠快速降低污水濁度的納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠快速降低污水濁度的納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料的制備方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):本發(fā)明的一種納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料的方法，包括如下步驟:
[0008](I)取檸檬酸三銨加入水中，攪拌至其溶解；所述檸檬酸三銨與水的質(zhì)量比為1:20 ；
[0009](2)稱取乙酸鋅，加入上述溶液中，攪拌至其溶解；所述乙酸鋅與水的質(zhì)量比為
3.8: 20 ；
[0010](3)向上述溶液中滴加無水乙醇，無水乙醇與水質(zhì)量比為1.6:20，制得溶膠；
[0011](4)在玻璃纖維布的一面上涂覆溶膠，放入60°C的恒溫干燥箱中，20min后取出；然后涂覆另一面，干燥20min ；
[0012](5)重復(fù)步驟四一次；在玻璃纖維布的兩面上涂覆溶膠，然后放入箱式電阻爐中反應(yīng)I小時(shí)；
[0013](6)取出玻璃纖維布，先用無水乙醇洗滌3次，然后用水洗滌3次；放入60°C的恒溫干燥箱中備用；
[0014](7)在玻璃纖維布的兩面上涂覆溶膠，干燥20min ;然后放入300_400°C的箱式電阻爐反應(yīng)I小時(shí)，玻璃纖維上生成納米氧化鋅；然后用無水乙醇洗滌3次，再用水洗滌3次，制得納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料。
[0015]進(jìn)一步地，在步驟(3)中，對(duì)溶膠進(jìn)行干燥或者陳化處理。
[0016]進(jìn)一步地，在步驟(5)中，箱式電阻爐加熱溫度為300°C。
[0017]更進(jìn)一步地，在步驟(7)中，箱式電阻爐加熱溫度為350°C。
[0018]本發(fā)明所述的納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料在污水處理中的應(yīng)用。
[0019]有益效果:本發(fā)明操作簡單，易于控制，成本低，操作簡便，本發(fā)明制備的納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料能夠快速降低污水濁度，有效去除污水中的有害物質(zhì)。該納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料具有很高的光催化降解率，能夠在太陽光下2小時(shí)降解90%以上的10mg/L的pH為7的亞甲基藍(lán)溶液；與二氧化鈦相比，氧化鋅具有易制備和調(diào)控形貌的優(yōu)勢(shì)，從而使其制備過程易于控制，成本低，操作簡便。重復(fù)使用5次后纖維對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的降解效率仍可達(dá)80%，保持著較高的活性；在采用紫外光照法的再生測(cè)試中，再生后依然可以重復(fù)利用4次左右，降解率達(dá)到80%左右。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明制備的納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料的11000倍的掃描電鏡SM圖；
[0021]圖2是本發(fā)明制備的納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料的800倍的掃描電鏡SEM圖；
[0022]圖3是納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料對(duì)亞甲基藍(lán)溶液光催化反應(yīng)重復(fù)使用的效果圖；
[0023]圖4是使用紫外光照法和鍛燒法兩種再生方法與納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料進(jìn)行使用后再生的效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將通過結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的具體描述，但不能理解為是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0025]本發(fā)明中使用的實(shí)驗(yàn)藥品為無水乙醇(化學(xué)純)、亞甲基藍(lán)(分析純)、檸檬酸三銨(化學(xué)純)和乙酸鋅(化學(xué)純)，均為市售商品。玻璃纖維布的規(guī)格為:4*4。
[0026]本發(fā)明的一種納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料的方法，包括如下步驟:
[0027](I)取檸檬酸三銨加入水中，攪拌至其溶解；所述檸檬酸三銨與水的質(zhì)量比為1:20 ；
[0028](2)稱取乙酸鋅，加入上述溶液中，攪拌至其溶解；所述乙酸鋅與水的質(zhì)量比為3.8: 20 ；
[0029](3)向上述溶液中滴加無水乙醇，無水乙醇與水質(zhì)量比為1.6:20，制得溶膠；對(duì)溶膠進(jìn)行干燥或者陳化處理。
[0030](4)在玻璃纖維布的一面上涂覆溶膠，放入60°C的恒溫干燥箱中，20min后取出；然后涂覆另一面，干燥20min ;將上述物質(zhì)涂覆在l*4cm的玻璃纖維布上。
[0031](5)重復(fù)步驟四一次；在玻璃纖維布的兩面上涂覆溶膠，然后放入箱式電阻爐中反應(yīng)I小時(shí)；箱式電阻爐加熱溫度為300°C。
[0032](6)取出玻璃纖維布，先用無水乙醇洗滌3次，然后用水洗滌3次；放入60°C的恒溫干燥箱中備用；
[0033](7)在玻璃纖維布的兩面上涂覆溶膠，干燥20min ;然后放入300_400°C的箱式電阻爐反應(yīng)I小時(shí)，玻璃纖維上生成納米氧化鋅；然后用無水乙醇洗滌3次，再用水洗滌3次，制得納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料。
[0034]本發(fā)明所述的納米氧化鋅玻璃纖維復(fù)合材料在污水處理中的應(yīng)用。
[0035]實(shí)施例1
[0036]如圖