一种PVA海绵负载纳米银材料的制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种PVA海绵负载纳米银材料的制备方法，具体包括如下步骤：制备PVA海绵；将PVA海绵浸泡于多巴胺溶液内，并用Tris缓冲溶液调节PH值至7.0～9.5；将经过多巴胺溶液和Tris缓冲溶液浸泡过后的PVA海绵浸泡于硝酸银溶液；将经过多巴胺溶液、Tris缓冲溶液和硝酸银溶液浸泡过后的PVA海绵浸泡于硼氢化钠溶液，清洗干燥，制得PVA海绵负载纳米银材料。PVA海绵负载纳米银材料应用于工业废水中对硝基苯酚有机染料的还原。本发明专利技术的有益效果为：PVA海绵负载纳米银材料在硼氢化钠降解对硝基苯酚有机染料实验中具有优异的催化活性，而且反应完成后不造成二次污染；经过多次循环使用仍保持良好的催化效果。

Preparation and application of a PVA sponge loaded nano silver material

The invention relates to a preparation method of PVA sponge loaded nano-silver material, which comprises the following steps: preparing PVA sponge; soaking PVA sponge in dopamine solution and adjusting PH value to 7.0-9.5 with Tris buffer solution; soaking PVA sponge in silver nitrate solution after soaking in dopamine solution and Tris buffer solution; The PVA sponge immersed in dopamine solution, Tris buffer solution and silver nitrate solution was soaked in sodium borohydride solution and washed and dried to prepare PVA sponge loaded silver nanoparticles. PVA sponge loaded nano silver material was applied to the reduction of p-nitrophenol organic dye in industrial wastewater. The invention has the advantages that the PVA sponge-supported nano-silver material has excellent catalytic activity in the experiment of degrading p-nitrophenol organic dye by sodium borohydride, and does not cause secondary pollution after the reaction is completed; and the catalyst still maintains good catalytic effect after repeated recycling.

【技术实现步骤摘要】
一种PVA海绵负载纳米银材料的制备方法与应用
本专利技术涉及工业废水中对硝基苯酚有机染料的还原
，尤其涉及一种PVA海绵负载纳米银材料的制备方法与应用。
技术介绍
对硝基苯酚是工业废水中很难处理的一种含酚类的有机污染物，在较低浓度下，对人体及水中生物都能造成严重危害。对硝基苯酚的降解措施包括液相高压放电法、生物细菌降解及催化降解法等。其中，利用高效的异相催化剂将对硝基苯酚还原成对氨基苯酚，是非常具有利用价值的方法。因为对氨基苯酚是一种应用广泛的化工原料，在化工、医药、燃料、橡胶及油品添加剂等工业领域有着很重要的应用。纳米银颗粒是良好的催化硼氢化钠还原对硝基苯酚的催化剂。一方面，由于量子尺寸效应，纳米银颗粒的氧化还原能力大大增强；另外，由于其尺寸小、比表面积大，纳米银颗粒对有机染料有很强的吸附能力。但纳米银颗粒容易团聚，很难获得分布均匀的银纳米颗粒；此外，银纳米颗粒在处理废水时容易泄漏到环境中引起污染。为此，通常将纳米银颗粒表面改性并负载到各种载体中来阻止其团聚并限制其泄漏。但这种做法会降低银纳米颗粒的表面活性和催化性能，或者制备过程复杂、成本高，不利于推广到工业实际应用。专利CN103460243A公开了一种温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂的制备方法。该方法制备的温敏性微凝胶非对称性负载纳米银催化剂表现出良好的温敏性，在催化还原对硝基苯酚的过程中，催化反应效率同时受到温度和微凝胶温敏性的共同调控，表现出很好的催化活性。但是该方法使用的原料N-异丙基丙烯酰胺价格昂贵，限制了该方法的工业化应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种PVA海绵负载纳米银材料的制备方法与应用，以克服上述现有技术中的不足。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种PVA海绵负载纳米银材料的制备方法，具体包括如下步骤：S100、制备PVA海绵；S200、将PVA海绵浸泡于多巴胺溶液内，并用Tris缓冲溶液调节PH值至7.0～9.5；S300、将经过多巴胺溶液和Tris缓冲溶液浸泡过后的PVA海绵浸泡于硝酸银溶液；S400、将经过多巴胺溶液、Tris缓冲溶液和硝酸银溶液浸泡过后的PVA海绵浸泡于硼氢化钠溶液，清洗干燥，制得PVA海绵负载纳米银材料。所述PVA海绵的具体制备步骤如下：S110、向容器中加入3～9份PVA、54份水，加热至85℃～95℃，机械搅拌，至PVA完全溶解；S120、加入5～15份甲醛和2.5～7.5份30wt.％曲拉通X-100，搅拌5min～30min；S130、再加入10～15份50wt.％H2SO4，搅拌5min～15min，得到泡沫溶液；S140、将泡沫溶液转移置空容器中，然后将容器放入45℃～75℃烘箱中固化2h～5h，得到海绵半成品；S150、将海绵半成品用清水洗涤15min～45min，除去多余的硫酸，放入烘箱中干燥，得到PVA海绵。所述PVA为PVA-1788、PVA-2088或PVA-2488中的一种。所述PVA海绵在多巴胺溶液内浸泡的时间为12h～36h。所述多巴胺溶液的浓度为1g/L～8g/L。所述PVA海绵在硝酸银溶液内浸泡的时间为6h～18h。所述硝酸银溶液的浓度为0.001mol/L～0.010mol/L。所述PVA海绵在硼氢化钠溶液内浸泡的时间为1h～5h。所述硼氢化钠溶液的浓度为0.1mol/L～1.0mol/L。本专利技术的有益效果是：本专利技术首先利用物理发泡、硫酸催化交联的方法制得PVA海绵，然后利用多巴胺修饰PVA海绵，以及利用多巴胺与硼氢化钠的还原性将纳米银颗粒均匀负载到PVA海绵的基体和孔道里面，本专利技术聚乙烯醇海绵负载纳米银材料在硼氢化钠降解对硝基苯酚有机染料实验中具有优异的催化活性，而且反应完成后不造成二次污染，经过多次循环使用仍保持良好的催化效果，制备简单，成本低。PVA海绵负载纳米银材料应用于工业废水中对硝基苯酚有机染料的还原。附图说明图1为本专利技术中实施例5制备的PVA海绵负载纳米银材料的SEM图片；图2为本专利技术中实施例5制备的PVA海绵纳米银材料对硼氢化钠催化对硝基苯酚还原效果图；图3为本专利技术中实施例5制备的PVA海绵经过200次的挤压吸水步骤后对硼氢化钠催化对硝基苯酚还原效果图。具体实施方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1一种PVA海绵负载纳米银材料的制备方法，具体包括如下步骤：S100、PVA海绵制备：往三口烧瓶中加入3份PVA-1788，54份水,加热至85℃，机械搅拌，至PVA-1788完全溶解；冷却溶液至室温，加入5份甲醛和2.5份30wt.％曲拉通X-100(曲拉通X-100：辛苯昔醇)，搅拌5min；再加入10份50wt.％H2SO4，搅拌5min，得到泡沫溶液；立刻将得到的泡沫溶液置于烧杯中，然后将烧杯放入45℃烘箱中固化2h，得到海绵半成品；将所制得的海绵半成品用清水洗涤15min，除去多余的硫酸，放入烘箱中干燥，得到PVA海绵(PVA：聚乙烯醇)；S200、取70份干燥的PVA海绵，浸泡于100份1g/L多巴胺溶液12h，并用Tris缓冲溶液(三羟甲基氨基甲烷)调节PH值至7.5；S300、清洗干燥，再将PVA海绵浸泡于140份0.001mol/L硝酸银溶液6h；S400、将PVA海绵浸泡于140份0.1mol/L硼氢化钠溶液1h，清洗干燥，制得PVA海绵负载纳米银材料。实施例2一种PVA海绵负载纳米银材料的制备方法，具体包括如下步骤：S100、PVA海绵制备：往三口烧瓶中加入6份PVA-2088，54份水,加热至90℃，机械搅拌，至PVA-2088完全溶解；冷却溶液至室温，加入10份甲醛和5份30wt.％曲拉通X-100，搅拌10min；再加入30份50wt.％H2SO4，搅拌5min，得到泡沫溶液；立刻将得到的泡沫溶液置于烧杯中，然后将烧杯放入55℃烘箱中固化3h，得到海绵半成品；将所制得的海绵半成品用清水洗涤30min，除去多余的硫酸，放入烘箱中干燥，得到PVA海绵；S200、取70份干燥的PVA海绵，浸泡于100份4g/L多巴胺溶液24h，并用Tris缓冲溶液调节PH值至8.5；S300、清洗干燥，再将PVA海绵浸泡于140份0.002mol/L硝酸银溶液12h；S400、将PVA海绵浸泡于140份0.60mol/L硼氢化钠溶液3h，清洗干燥，制得PVA海绵负载纳米银材料。实施例3一种PVA海绵负载纳米银材料的制备方法，具体包括如下步骤：S100、PVA海绵制备：往三口烧瓶中加入9份PVA-2488，54份水,加热至95℃，机械搅拌，至PVA-2488完全溶解；冷却溶液至室温，加入15份甲醛和7.5份30wt.％曲拉通X-100，搅拌30min；再加入15份50wt.％H2SO4，搅拌15min，得到泡沫溶液；立刻将泡沫溶液置于烧杯中，然后将烧杯放入75℃烘箱中固化5h，得到海绵半成品；将所制得的海绵半成品用清水洗涤45min，除去多余的硫酸，放入烘箱中干燥，得到PVA海绵；S200、取70份干燥的PVA海绵，浸泡于100份8g/L多巴胺溶液36h，并用Tris缓冲溶液调节PH值为9.5；S300、清洗干燥，再将海绵浸泡于140份0.010mol/L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PVA海绵负载纳米银材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S100、制备PVA海绵；S200、将PVA海绵浸泡于多巴胺溶液内，并用Tris缓冲溶液调节PH值至7.0～9.5；S300、将经过多巴胺溶液和Tris缓冲溶液浸泡过后的PVA海绵浸泡于硝酸银溶液；S400、将经过多巴胺溶液、Tris缓冲溶液和硝酸银溶液浸泡过后的PVA海绵浸泡于硼氢化钠溶液，清洗干燥，制得PVA海绵负载纳米银材料。

【技术特征摘要】
1.一种PVA海绵负载纳米银材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S100、制备PVA海绵；S200、将PVA海绵浸泡于多巴胺溶液内，并用Tris缓冲溶液调节PH值至7.0～9.5；S300、将经过多巴胺溶液和Tris缓冲溶液浸泡过后的PVA海绵浸泡于硝酸银溶液；S400、将经过多巴胺溶液、Tris缓冲溶液和硝酸银溶液浸泡过后的PVA海绵浸泡于硼氢化钠溶液，清洗干燥，制得PVA海绵负载纳米银材料。2.根据权利要求1所述的PVA海绵负载纳米银材料的制备方法，其特征在于，所述S100中，所述PVA海绵的具体制备步骤如下：S110、向容器中加入3～9份PVA、54份水，加热至85℃～95℃，机械搅拌，至PVA完全溶解；S120、加入5～15份甲醛和2.5～7.5份30wt.％曲拉通X-100，搅拌5min～30min；S130、再加入10～15份50wt.％H2SO4，搅拌5min～15min，得到泡沫溶液；S140、将泡沫溶液转移置空容器中，然后将容器放入45℃～75℃烘箱中固化2h～5h，得到海绵半成品；S150、将海绵半成品用清水洗涤15min～45min，除去多余的硫酸，放入烘箱中干燥，得到PVA海绵。3.根据权利要求2所述的PVA...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭明明，张云飞，杜飞鹏，吴艳光，李亮，鄢国平，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42