复合催化材料纳米氧化铜颗粒(CuONPs)@纤维素纳米纤丝(CNF)-Si-N(OH)2的制备及其对4-硝基苯酚的催化还原性能

摘要：

针对目前降解工业废水中4-硝基苯酚(4-NP)的催化剂效率低,催化活性差等问题,以桉木漂白化学浆为原料,通过超微粒研磨机和高压均质机处理制备得到直径50～100 nm和长度1500～2000 nm的纤维素纳米纤丝(CNF),在其表面原位负载纳米氧化铜颗粒(CuO NPs),并通过3-氯丙基三甲氧基硅烷(CPTES)与二乙醇胺(DEA)进行接枝反应制备得到复合催化材料-CuO NPs@CNF-Si-N(OH)2.探讨了DEA添加量对CuO NPs@CNF–Si–N(OH)2的性能影响,采用Zeta电位、FTIR、XRD、XPS、热重分析和形貌分析等方法对复合材料进行了表征.结果表明,CuO NPs被原位还原并成功负载在CNF表面,其直径约为3.84 nm,负载量为3.83wt％,通过硅烷化改性及接枝胺基可提高CuO NPs在复合材料表面的分散性及稳定性,进而增强了其催化活性.CNF基复合催化材料对4-NP的催化还原结果显示,DEA添加量为20wt％下的CuO NPs@CNF-Si-N(OH)2对4-NP催化还原性能最佳,在180 s内可催化还原98.39％的4-NP,且反应符合伪一级动力学模型,表观速率常数为5.50×10?3 s?1,转化效率为1723.41 h?1,研究结果可为高性能催化复合材料的制备提供新思路和新途径.

关键词：纳米纤维素纤丝、3-氯丙基三甲氧基硅烷、二乙醇胺、4-硝基苯酚、催化、还原

所属期刊栏目：40

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：山东省重点研发计划项目;国家高端外国专家引进计划;泰山学者工程

在线出版日期：2023-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1663-1675