申请/专利权人：山西大学

申请日：2022-08-11

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN115364818B

主分类号：B01J20/24

分类号：B01J20/24;B01J20/28;B01J20/06;B01J20/30;B01D53/02;B01J23/34;B01J31/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2022.12.09#实质审查的生效;2022.11.22#公开

摘要：本发明属于气凝胶制备技术领域，公开了一种杂化二氧化锰气凝胶及其制备方法和应用。先以KMnO4、HCl和SDS为原料，采用自下而上的方法制备MnO2纳米片；然后从竹粉中经过处理得到纤维素纳米纤维；最后将纤维素纳米纤维与MnO2纳米片按照不同的质量比混合，采用冰模板法制备成纤维素纳米纤维二氧化锰杂化气凝胶CM‑657585。通过SEM、XRD、XPS表征，发现杂化气凝胶显现出高度互连的多孔结构，其大孔大于20μm，纤维素纳米纤维是杂化气凝胶的基本骨架，MnO2纳米片附着在上面，两种材料之间的表面羟基相互结合，形成了C‑OH…O或Mn‑OH…O等氢键，使得材料的机械强度得到极大的提升；而且通过研究表明本发明杂化气凝胶可以作为吸附剂，用于对氨气和臭氧的吸附，对氨气的吸附效果优良。

主权项：1.一种杂化二氧化锰气凝胶，其特征在于：所述杂化二氧化锰气凝胶为高度互连的多孔结构，其大孔大于20µm；密度为2.87~3.64mgcm3，BET比表面积56.5016cm2·g-1，总孔容为0.1317cm3·g-1，平均孔径为9.3271nm；其制备方法包括以下步骤：步骤1，以KMnO4、HCl和SDS为原料，采用自下而上的方法制备MnO2纳米片：先将十二烷基硫酸钠水溶液与盐酸溶液混合，接着添加超纯水，搅拌，将混合溶液搅拌均匀后，放入油浴锅中预加热；接着加入高锰酸钾溶液，搅拌均匀，继续加热，形成棕色絮状的沉淀物，用超纯水和无水乙醇依次对沉淀物进行清洗，洗涤完成后，重新分散于超纯水中形成悬浮液，将悬浮液过滤后干燥得到所述MnO2纳米片；步骤2，纤维素纳米纤维的制备：先将竹粉与苯乙醇萃取，去除蜡，颜料和油；然后将脱蜡的竹粉转移至1.4％酸化的NaClO2以溶解木质素；使用乙酸将溶液的初始pH值调节至3-4；用5％KOH处理全纤维素粉末得到纯纤维素；在此过程中，半纤维素和二氧化硅溶解在碱溶液中；然后，先用1wt％的盐酸溶液处理，再用蒸馏水洗涤纯纤维素，直到呈中性，最后重新溶于超纯水中形成纤维素纳米纤维悬浮液，将悬浮液过滤后干燥得到所述纤维素纳米纤维；步骤3，杂化二氧化锰气凝胶的制备：将步骤1得到的MnO2纳米片分散在超纯水中，磁力搅拌后超声处理，然后向其中加入步骤2得到的纤维素纳米纤维；随后，将混合物在室温下通过超声和磁力搅拌处理，得到分散均匀的混合胶体溶液，将所获得的胶体溶液冷冻形成冰块，然后放入冷冻干燥机中冷干，制得纤维素纳米纤维二氧化锰杂化气凝胶，即所述的杂化二氧化锰气凝胶，其中胶体溶液冷冻温度为-20℃，时间为24小时；所述苯乙醇萃取为苯和乙醇混合溶剂中萃取。

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百度查询： 山西大学 一种杂化二氧化锰气凝胶及其制备方法和应用

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