水合硅酸钙纳米片制备方法、纳米复合纸及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种水合硅酸钙纳米片制备方法、纳米复合纸及其制备方法，属于水处理领域。水合硅酸钙纳米片的制备方法，Na

【技术实现步骤摘要】
水合硅酸钙纳米片制备方法、纳米复合纸及其制备方法
本专利技术属于水处理领域，涉及水合硅酸钙纳米片制备方法、纳米复合纸及其制备方法。
技术介绍
随着工业的扩张，公众和环境健康受到越来越严重的水污染物的威胁，例如重金属、染料和持久性有机污染物。因此，开发去除废水中这些污染物的技术具有重要的意义。近年来，各种先进的技术已被用于水修复，包括吸附、混凝、氧化、光催化、膜分离等。其中，膜分离技术以其操作简单、能耗和时间消耗低、分离效率高等特点引起了人们的广泛关注。利用纳米材料制备了多孔过滤膜，如石墨烯等。快速输水和高分离效率是过滤膜实用化的两个重要参数。然而，很难同时实现传统聚合物膜的两个要求。微孔体积的增大和超薄膜的制备是两种常见的溶液。基于纳米纤维的过滤膜，例如，多孔电纺纳米纤维，有大的孔隙体积和丰富的孔道，高水通量。尽管通过静电纺纳米纤维膜已经在水处理领域取得了很大的进步，但仍存在一些问题阻碍其应用，如专用制备设备、高压、有机溶剂等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水合硅酸钙纳米片制备方法、纳米复合纸及其制备方法，以解决上述
技术介绍
提出的至少一个技术问题。第一方面，本专利技术提供一种水合硅酸钙纳米片的制备方法，所述制备方法包括：Na2SiO3·9H2O溶解在去离子水中得到溶液A；CaCl2溶解在去离子水中得到溶液B；在室温磁力搅拌下，将溶液B恒速注入溶液A中；当溶液完全加入后，获得悬浮液，将悬浮液搅拌后过滤，用去离子水和乙醇洗涤，干燥后获得到水合硅酸钙纳米片。优选的，所述溶液A由800-900毫克的所述Na2SiO3·9H2O溶解在40-60毫升的去离子水中获得，所述溶液B由680-720毫克的所述CaCl2溶解在4-6毫升的去离子水中获得。优选的，所述悬浮液搅拌3.5h-4.5h，洗涤后在58℃-63℃下在烤箱中干燥8h-12h。第二方面，本专利技术还提供一种纳米复合纸，包括上述任一制备而成的水合硅酸钙纳米片，还包括纤维素纳米纤维。优选的，所述水合硅酸钙纳米片的重量百分比为75％-85％，余量为所述纤维素纳米纤维。优选的，所述水合硅酸钙纳米片的重量百分比为85％，且，所述纤维素纳米纤维的重量百分比为15％。第三方面，本专利技术还提供一种纳米复合纸的制备方法，将水合硅酸钙纳米片和纤维素纳米纤维放入去离子水中，磁力搅拌下分散得到悬浮液；把悬浮液倒置于过滤膜中，真空泵抽滤后用乙醇洗涤后干燥得到纳米复合纸。优选的，所述乙醇洗涤后，60℃-76℃干燥25min以上得到纳米复合纸。优选的，所述纳米复合纸的制备方法为：第四方面，本专利技术还提供一种纳米复合纸的制备方法，将Na2SiO3·9H2O溶解在去离子水中得到溶液A，CaCl2溶解在去离子水中得到溶液B，在室温磁力搅拌下，将溶液B恒速缓慢注入溶液A中，当溶液完全加入后，获得悬浮液C，将纤维素纳米纤维和悬浮液C加入去离子水中，在磁力搅拌下分散得到悬浮液D；把悬浮液D倒置于过滤膜中，真空过滤后用乙醇洗涤后干燥得到纳米复合纸。优选的，乙醇洗涤后，60℃-63℃干燥25min以上得到纳米复合纸。有益效果：本专利技术提供了一种由硅酸钙水合物(CSH)纳米片和纤维素纳米纤维(CNFs)组成的新型纳米复合纸(CSH/CNF)，CNFs可以作为连接CSH纳米片的桥接材料，形成CSH/CNF纸的多孔网络结构和重要通道，用于快速的水输送，其具有快速的水过滤和高效的吸附性能。附图说明图1为CSH纳米片和CNFs作为制备CSH/CNF纳米复合纸的积木的示意图；图2为SEM和TEM显微照片；图3为不同重量比CSH的CSH/CNF纸的纯水通量；图4为显示过滤吸附前和过滤后的刚果红和甲基蓝水溶液的数字图像；图5为不同重量比CSH的CSH/CNF纸对甲基蓝的去除率；图6为本专利技术实施例中烤箱的剖视图；图7为本专利技术图6中A部分放大图；图8为本专利技术实施例中的原料混合设备的剖视图(1)；图9为本专利技术实施例中的原料混合设备的剖视图(2)。附图标记：烤箱101、烤盘102、下支撑平台103、上支撑平台104、导向杆105、导向孔106、限位板107、复位弹簧108、偏心轮109、转轴110、驱动电机111；漏斗状头部201、混合腔202、搅拌轴203、搅拌尺204、环状体205、隔挡片206、坡面结构207、举升轴208、举升板209、第二电机210、主支架211、固定板212、液压缸213。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术实施例一方面提供一种水合硅酸钙纳米片的制备方法，并将该水合硅酸钙纳米片以用于制备纳米复合纸。关于水合硅酸钙纳米片水合硅酸钙纳米片的制备方法，具体为：Na2SiO3·9H2O溶解在去离子水中得到溶液A；CaCl2溶解在去离子水中得到溶液B；在室温磁力搅拌下，将溶液B恒速注入溶液A中；当溶液完全加入后，获得悬浮液，将悬浮液搅拌后过滤，用去离子水和乙醇洗涤，干燥后获得到水合硅酸钙纳米片。优选，所述溶液A由800-900毫克的所述Na2SiO3·9H2O溶解在40-60毫升的去离子水中获得，所述溶液B由680-720毫克的所述CaCl2溶解在4-6毫升的去离子水中获得。需要说明的是根据本专利技术实施例进行的等比例增量或减量，同样属于本专利的保护范围，例如将Na2SiO3·9H2O的质量增大10倍，即8000-9000毫克，溶解所述Na2SiO3·9H2O的去离子水的量也增大10倍，即400-600毫升。所述悬浮液搅拌3.5h-4.5h，洗涤后在58℃-63℃下在烤箱中干燥8h-12h。本专利技术实施例通过上述方法制备得到的水合硅酸钙纳米片，其具有高比表面积，为高效吸附提供了丰富的活性中心。进一步优选，852毫克的所述Na2SiO3·9H2O溶解在50毫升所述Na2SiO3·9H2O的去离子水中，获得溶液A，708毫克的所述CaCl2溶解在5毫升所述CaCl2的去离子水中，获得溶液B。在室温磁搅拌下，将溶液B以2.5mLh-1的恒速缓慢注入溶液A中，当溶液完全加入后，将悬浮液搅拌4小时，经过过滤后用去离子水和乙醇连续洗涤三次，并在60℃下在烤箱中干燥12h。经测试证明，该优选实施例，对各原料的有效利用率最高，生产过程中产生的废料最少，可有效避免废料的处理难度，降低生产过程中对环境造成的污染。如图6和图7所示，为了使获得的水合硅酸钙纳米片表面更平整光滑，所述烤箱101内设有烤盘102，烤盘102其中相对设置的两个侧壁上分别设有一个下支撑平台103，烤箱的内壁上与下支撑平台103对应的设有上支撑平台104，上支撑平台104设置在下支撑平台103的上方，下支撑平台103上垂直向上的设有导向杆105，导向杆的顶部穿过预设在上支撑平台104上的导向孔106后与一个限位板107螺纹连接，导向通孔的内径大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水合硅酸钙纳米片制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：/nNa

【技术特征摘要】
1.一种水合硅酸钙纳米片制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
Na2SiO3·9H2O溶解在去离子水中得到溶液A；
CaCl2溶解在去离子水中得到溶液B；
在室温磁力搅拌下，将溶液B恒速注入溶液A中；
当溶液完全加入后，获得悬浮液，将悬浮液搅拌后过滤，用去离子水和乙醇洗涤，干燥后获得到水合硅酸钙纳米片。


2.根据权利要求1所述的水合硅酸钙纳米片制备方法，其特征在于，所述溶液A由800-900毫克的所述Na2SiO3·9H2O溶解在40-60毫升的去离子水中获得，所述溶液B由680-720毫克的所述CaCl2溶解在4-6毫升的去离子水中获得。


3.根据权利要求1所述的水合硅酸钙纳米片制备方法，其特征在于，所述悬浮液搅拌3.5h-4.5h，洗涤后在58℃-63℃下在烤箱中干燥8h-12h。


4.一种纳米复合纸，其特征在于，包括采用权利要求1-3中的任意一项制备而成的水合硅酸钙纳米片，还包括纤维素纳米纤维。


5.根据权利要求4所述的纳米复合纸，其特征在于，所述水合硅酸钙纳米片的重量百分比为75％-85％，余量为所述纤维素纳米纤维。

【专利技术属性】
技术研发人员：郇伟伟，李洁，李高羽，吴玄，赵佳俊，吴敏洁，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33