一种木材表面负载无机纳米粒子保护层的方法

摘要

一种木材表面负载无机纳米粒子保护层的方法，本发明涉及木材表面负载无机纳米粒子保护层的方法。本发明要解决传统水热合成法在晶种预处理过程中，制备过程复杂，晶种不易与木材紧密结合，且在水热生长纳米粒子保护层的过程中水热温度过高及水热时间过长的问题。方法：一、配制聚阳离子电解质溶液；二、配制聚阴离子电解质溶液；三、制备带有正电荷的无机纳米粒子水溶液；四、制备聚电解质/无机纳米粒子晶种层；五、木材表面微波水热生长无机纳米粒子保护层，即完成木材表面负载无机纳米粒子保护层的方法。本发明用于木材表面负载无机纳米粒子保护层的方法。

主权项

一种木材表面负载无机纳米粒子保护层的方法，其特征在于一种木材表面负载无机纳米粒子保护层的方法是按照以下步骤进行的：一、配制聚阳离子电解质溶液：将聚阳离子电解质溶解在水中，调节pH为2～9，超声分散均匀，得到质量分数为0.05％～0.5％的聚阳离子电解质溶液；二、配制聚阴离子电解质溶液：将聚阴离子电解质溶解在水中，调节pH为2～9，超声分散均匀，得到质量分数为0.05％～0.5％的聚阴离子电解质溶液；三、制备带有正电荷的无机纳米粒子水溶液：在超声分散条件下，将无机纳米粒子分散在水中，并使用浓度为0.1mol/L的HCl溶液调节pH小于等电点，使无机纳米粒子带正电，得到质量分数为0.1％～0.5％的带有正电荷的无机纳米粒子水溶液；四、制备聚电解质/无机纳米粒子晶种层：①、将木材浸渍到聚阳离子电解质溶液中，浸渍时间为5min～60min，然后用蒸馏水反复冲洗并干燥，得到木材A；②、将步骤四①得到的木材A浸渍到聚阴离子电解质溶液中，浸渍时间为5min～60min，然后用蒸馏水反复冲洗并干燥，得到木材B；③、将步骤四②得到的木材B浸渍到带有正电荷的无机纳米粒子水溶液中，浸渍时间为5min～60min，然后用蒸馏水反复冲洗并干燥；④、再以步骤四②和步骤四③为1个循环周期，循环进行1周期～10周期，即得到表面形成聚电解质/无机纳米粒子晶种层的木材；五、木材表面微波水热生长无机纳米粒子保护层：①、将金属盐水溶液和氨源水溶液，按金属盐与氨源摩尔比为1:(1～5)的比例混合，超声分散5min～30min，得共混液；所述的金属盐的摩尔浓度为0.025mol/L～0.1mol/L；②、将步骤五①得到的共混液移入微波消解罐中，再将步骤四得到的表面形成聚电解质/无机纳米粒子晶种层的木材浸渍到共混液中微波水热，微波功率为400W～1000W，填充度为40％～70％，梯度升温至温度为100℃～120℃反应，反应结束后冷却至室温，取出木材，然后用蒸馏水反复冲洗并干燥，得到表面生长无机纳米粒子保护层的木材，即完成木材表面负载无机纳米粒子保护层的方法；步骤五②中所述的梯度升温为二阶段梯度升温或三阶段梯度升温；当所述的梯度升温为二阶段梯度升温时是按以下步骤进行的：将浸有表面形成聚电解质/无机纳米粒子晶种层的木材的共混液由室温升温至40℃～60℃，并在温度为40℃～60℃下反应3min～30min，然后将温度由40℃～60℃升温至100℃～120℃，并在温度为100℃～120℃下反应3min～30min；当所述的梯度升温为三阶段梯度升温时是按以下步骤进行的：将浸有表面形成聚电解质/无机纳米粒子晶种层的木材的共混液由室温升温至T₁＝40℃～60℃，并在温度T₁下反应3min～30min，再将温度由T₁升温至T₂＝60℃～80℃，并在温度T₂下反应3min～30min，然后将温度由T₂升温至T₃＝100℃～120℃，并在温度T₃下反应3min～30min；且所述的T₂‑T₁＝10℃～40℃。