[发明专利]一种能去除甲醛的功能化合成纤维及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于合成纤维材料领域，涉及一种能去除甲醛的功能化合成纤维及其制备和应用，特别涉及一种含有棒状氧化锌/卤氧化铋的功能化合成纤维及其制备和应用。

背景技术

合成纤维是将人工合成的、具有适宜分子量并具有可溶（或可熔）性的线型聚合物，经纺丝成形和后处理而制得的化学纤维。主要包括碳链合成纤维，如聚丙烯纤维（丙纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚乙烯醇缩甲醛纤维（维尼纶）；以及杂链合成纤维，如聚酰胺纤维（锦纶）、聚对苯二甲酸乙二酯（涤纶）等。为了拓宽其应用范围，目前已经开发出了耐高温纤维、耐高温腐蚀纤维、高强度纤维、耐辐射纤维、阻燃纤维、高分子光导纤维、抗紫外线（Anti-UV）纤维、中空蓄热纤维、抗菌防臭纤维（Anti-bacterial）、远红外纤维、负离子纤维等，其功能化范围还有待进一步拓宽。

卤氧化铋（BiOX,X=F，Cl，Br，I）以其独特的电子结构，良好的光催化性能和高的化学稳定性，吸引了研究者的广泛关注，并成为光催化研究领域中的一颗新星（魏平玉,杨青林,郭林.卤氧化铋化合物光催化剂[J].化学进展.2009,21(9):1734-1741.）。但是，卤氧化铋光催化性能的发挥强烈依赖于其自身的粒径，只有将卤氧化铋颗粒的粒径控制在微纳米范围，才能有效缩短电子与空穴的激发路程，提高可见光催化效率（AR Liu,SM Wanga,YR Zhao,Z Zheng.Low temperature preparation of nanocrystalline TiO₂photocatalyst with a very large specific surface area[J].Materials Chemistry and Physics,2006,99(1):131-134.）。另外，卤氧化铋很容易产生团聚，降低了光催化效率（魏平玉,杨青林,郭林.卤氧化铋化合物光催化剂[J].化学进展.2009,21(9):1734-1741.）。为了避免上述缺陷，目前常用的解决方法是制备可固定化的卤氧化铋光催化剂。

Wang等（Changhua Wang，Changlu Shao,Yichun Liu，Lina Zhang.Photocatalytic properties BiOCl and Bi₂O₃nanofibers prepared by electrospinning[J].Scripta Materialia,2008,59(3):332-335.）采用电纺丝的方法，以PAN为载体制备出粒径为80～140nm，长度达几个微米的BiOCl纤维。以BiOCl纤维作为光催化剂时，在紫外-可见光下，60min内将罗丹明B（RB）几乎全部降解完全；相同条件下，其催化性能是Bi₂O₃纳米纤维光催化剂的三倍。此外，对BiOCl纤维反应后沉降性能的研究表明，长度为微米级的BiOCl纤维在光催化完成后，1h之内从水悬浮液中沉降完全。BiOCl纤维具有可重复利用性，能够避免二次污染，降低成本，在工业化应用中具有广阔的前景。Yu等（Changlin Yu,Jimmy C.Yu,Caifeng Fan,Herui Wen,Shengjie Hu.Synthesis and characterization of Pt/BiOI nanoplate catalyst with enhanced activity under visible light irradiation[J].Materials Science and Engineering:B,Advanced Functional Solid-State Materials,2010,166(3):213-219.）合成了一系列Pt/BiOI纳米片，铂纳米粒可以充当电子捕获剂，促进电子和空穴的分离，降低再复合率，增加量子效率。通过在可见光照射下降解酸性橙II以测定其活性。结果表明，照射1h，Pt(0.2%wt)/BiOI催化活性最高，对酸性橙II的降解率为90%，能明显克服卤氧化铋很容易产生团聚的问题。公开号为CN101653732的中国专利申请“一种分子筛负载卤氧化铋光催化剂、制备方法及其应用”提供了一种分子筛负载卤氧化铋光催化剂、制备方法及其应用，该发明的催化剂是以SBA-15、ZSM-5、HY中的一种或几种为载体，卤氧化铋为活性组分构成的负载型催化剂，用于气相有机物的去除，由于其催化剂中引入分子筛为载体，增大了催化剂的比表面积，减小了晶粒尺寸，显著提高催化剂降解苯的活性。

发明内容