[发明专利]铥掺杂钛溶胶及可见光下降解织物有机污物的方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织化工技术领域，具体涉及一种铥掺杂钛溶胶及可见光下降 解织物有机污物的方法。

背景技术

在纺织品的清洗技术中，一般选用洗涤剂以除去污垢，但同时需要耗用大 量的水资源且带来一系列的化学污染，不符合节能环保的要求。基于光催化技 术的自清洁材料以其对有机污物的高光催化降解活性和深度矿化为无机小分子 终端产物的反应特性，利用光催化材料对纺织品进行整理，通过吸收光源，对 有机污物进行降解，提出了一种新型的纺织品清洗方式。

TiO₂光催化技术始于1972年，其降解污染物具有速度快、无选择性、深度氧 化完全、能充分利用光能和空气中的氧分子等优点，能有效地将有机物降解为 CO₂和H₂O，达到完全无机化的目的。TiO₂具有前述诸多优点的同时，其电子和 空穴容易发生复合，导致光催化效率降低，并且TiO₂带隙较宽，只能在紫外光区 显示其光化学活性，对太阳能的利用率约5％，限制了对太阳光的利用。因此， 为了提高TiO₂光催化剂的光谱响应范围和催化效率，人们采用了多种方法和手段 改善TiO₂的性能。专利号ZL 200510011916.8提供了溶胶-凝胶低温燃烧合成金属 离子与氮共掺杂二氧化钛光催化剂的方法，制备的光催化剂在波长小于或等于 600nm的光照下具有优良的光催化活性；专利号ZL 200510083038.0发明了一种 由二氧化钛为主体的负载在多种载体上，掺杂了锡、铁、锌、铈、钼、银、锰、 钨、硅、钒、锆、铝、铜的一种或多种元素的，能在太阳光照射下有效降解有 机物的二元或多元载体型纳米复合光催化剂的制备技术，包括共沉淀结合溶胶- 凝胶结合超临界流体干燥组合技术和浸渍两种制备方法；专利号 ZL200610015209.0公开了一种可见光区高活性氮掺杂纳米二氧化钛催化剂的制 备方法，与传统二氧化钛粉体相比，在可见光区有优良的吸收，但其制备过程 需要高温煅烧。

发明内容

本发明的目的在于采用溶胶-凝胶法制备一种具有可见光响应铥掺杂二氧化 钛光催化材料，并将其施加到棉织物上，从而具有可见光下光降解有机污物的 性能。

按照本发明提供的技术方案，所述铥掺杂钛溶胶，其特征在于包括以下工 艺步骤：

(1)、将1～50mL铥源加入到15～60mL蒸馏水中，用盐酸调节pH值为1～4 得到溶液A；

(2)、按体积比为1∶2量取无水乙醇和钛酸四丁酯：在磁力搅拌器强烈搅拌 下向锥形瓶中加入2～10mL无水乙醇和4～20mL的钛酸四丁酯得到溶液B；

(3)、将溶液A缓缓滴入溶液B中，搅拌10～30min，得到溶胶A；

(4)、将溶胶A在30～50℃振荡水浴锅中振荡1～2h后，在室温下放置、陈 化24～72h得到铥掺杂钛溶胶。

所述铥源为2g/L的三氯化铥溶液；所述铥掺杂钛溶胶中铥∶钛的摩尔比为 0.5％～0.8％。

利用所述铥掺杂钛溶胶在可见光下降解织物有机污物的方法，采用以下步 骤：

(1)、将铥掺杂钛溶胶加入去离子水稀释至浓度为0.1～20g/L，搅拌均匀得 到溶胶C；

(2)、将棉织物浸入到溶胶C中，室温下搅拌1～10min后，将棉织物在 60～80℃烘干5～10min，100～120℃焙烘1～3min。

本发明采用溶胶-凝胶法通过掺杂稀土元素铥制备了负载型光催化剂，其中， 采用溶胶-凝胶工艺合成催化剂，具有反应温度低(通常在常温下进行)、设备简 单、工艺可控可调、过程重复性好等特点，不需过滤洗涤、不产生大量废液； 同时，籍凝胶的生成，凝胶中颗粒间结构的固定化，还可有效抑制颗粒的生长 和凝聚过程，因而所形成的粉体催化剂粒度细且分散性好。本发明的铥掺杂二 氧化钛溶胶制备方法简单、低温操作、具有可见光响应、成本低廉、重复可控 性良好，其整理后的织物具有光催化作用，能够有效的除去织物上有机污物。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步描述本发明。

实施例一：