[发明专利]一种具有分子识别效应的复合碳纤维

权利要求书

1.一种具有分子印迹的TiO₂-CeO₂复合碳纤维，其特征在于，以TiO₂作为光降解催化剂，CeO₂作为TiO₂掺杂材料；所述复合碳纤维的主体骨架为碳纤维，前驱体通过静电纺丝方法制备；所述TiO₂的来源包括含钛有机物；CeO₂的来源包括含硝酸铈；

所述的一种具有分子印迹的TiO₂-CeO₂复合碳纤维，按下述步骤制备而成：

(1)按照体积比为1：1：6-10配制钛酸四丁酯-冰醋酸-二甲基亚砜溶液，搅拌至澄清；

(2)按照钛元素：铈元素：模板分子的摩尔比为10:1～2:1～2称取硝酸铈与模板分子加入步骤(1)配制的溶液中，搅拌；

(3)加入聚丙烯腈使其终浓度为20％，60～70℃恒温搅拌20～24h；

(4)在恒温恒湿环境下进行静电纺丝，纺丝电压为15-18kV，纺丝距离为15-20cm，得到纤维膜；

(5)将步骤(4)制备的纤维膜在30-45℃通风干燥10-13小时，在400～500℃煅烧1小时得到TiO₂-CeO₂复合碳纤维；

所述模板分子包括甲基橙、罗丹明B、酸性大红GR染料或亚甲基蓝；

所述的模板分子为甲基橙的具有分子印迹的TiO₂-CeO₂复合碳纤维在降解甲基橙中的应用；

或，所述的模板分子为罗丹明B的具有分子印迹的TiO₂-CeO₂复合碳纤维在降解罗丹明B中的应用；

或，所述的模板分子为酸性大红GR染料的具有分子印迹的TiO₂-CeO₂复合碳纤维在降解酸性大红GR染料中的应用；

或，所述的模板分子为亚甲基蓝的具有分子印迹的TiO₂-CeO₂复合碳纤维在降解亚甲基蓝中的应用。

2.根据权利要求1所述的具有分子印迹的TiO₂-CeO₂复合碳纤维，其特征在于，所述步骤(1)将钛酸四丁酯溶于冰醋酸中，超声振荡溶解至透明溶液后将其加入至二甲基亚砜中。

3.根据权利要求1所述具有分子印迹的TiO₂-CeO₂复合碳纤维，其特征在于，所述步骤(2)将模板分子加入溶液中待其至完全溶解后加入硝酸铈超声波震荡直至完全溶解。

4.根据权利要求1所述的具有分子印迹的TiO₂-CeO₂复合碳纤维，其特征在于，所述步骤(5)升温时间为1～2h，保温时间为1～2h。

5.根据权利要求1或3所述的具有分子印迹的TiO₂-CeO₂复合碳纤维，其特征在于，所述模板分子包括甲基橙、罗丹明B、酸性大红GR染料或亚甲基蓝。

6.一种制备具有分子印迹的TiO₂-CeO₂复合碳纤维的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

(1)按照体积比为1：1：6-10配制钛酸四丁酯-冰醋酸-二甲基亚砜溶液，搅拌至澄清；

(2)按照钛元素：铈元素：模板分子的摩尔比为10:1～2:1～2称取硝酸铈与模板分子加入步骤(1)配制的溶液中，搅拌；

(3)加入聚丙烯腈使其终浓度为20％，60～70℃恒温搅拌20～24h；

(4)在恒温恒湿环境下进行静电纺丝，纺丝电压为15-18kV，纺丝距离为15-20cm，得到纤维膜；

(5)将步骤(4)制备的纤维膜在30-45℃通风干燥10-13小时，在400～500℃煅烧12～小时得到TiO₂-CeO₂复合碳纤维。