[发明专利]一种可见光响应的二氧化钛纳米线/金属有机骨架/碳纳米纤维膜及其制备方法及应用

权利要求书

1.一种可见光响应的二氧化钛纳米线/金属有机骨架/碳纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈纳米纤维，然后将所述聚丙烯腈纳米纤维在惰性气氛下碳化得到碳纳米纤维；

（2）将溴化十六烷三甲基铵溶液加入到钛酸四异丙酯（TTIP）溶液中搅拌后加入乙二醇（EG）和尿素，搅拌得到混合液；将碳纳米纤维浸泡入混合液中，加热反应后自然冷却至室温，得到二氧化钛纳米线/碳纳米纤维膜；

（3）将二氧化钛纳米线/碳纳米纤维膜浸入乙醇中，加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，室温搅拌，得到处理的二氧化钛纳米线/碳纳米纤维膜；然后将处理的二氧化钛纳米线/碳纳米纤维膜加入含有琥珀酸酐的DMF中，搅拌得到羧酸根封端的二氧化钛纳米线/碳纳米纤维膜；

（4）以六水氯化铁溶液、聚苯三甲酸溶液为组装液，采用层层自主装的方法在羧酸根封端的二氧化钛纳米线/碳纳米纤维膜上负载金属有机骨架，得到二氧化钛纳米线/金属有机骨架/碳纳米纤维膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，制备聚丙烯腈纳米纤维时，聚丙烯腈溶液的浓度为0.05g/mL～0.4 g/mL，静电纺丝电压10～20 kV，注射速率为0.15～0.25 mm/min；碳化的温度为400～600℃，升温速率为1～3 K/min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，溴化十六烷三甲基铵溶液中，溶剂为水，TTIP溶液中溶剂为盐酸溶液；溴化十六烷三甲基铵、TTIP、EG、尿素的用量比为（0.1～0.3g）∶（0.05～0.25g）∶（30～60 mL）∶（10～100 mg）；加热反应的温度150～200℃，时间为12～20 h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，乙醇与3-氨基丙基三乙氧基硅烷的体积比为（10～50）∶（0.5～2）；含有琥珀酸酐的DMF中，琥珀酸酐的浓度为1～5 M。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，层层自主装的方法为将羧酸根封端的二氧化钛纳米线/碳纳米纤维膜依次浸入六水氯化铁溶液、聚苯三甲酸溶液，完成一次组装；将羧酸根封端的二氧化钛纳米线/碳纳米纤维膜经过复数次组装，得到二氧化钛纳米线/金属有机骨架/碳纳米纤维膜；FeCl₃·6H₂O乙醇溶液中FeCl₃的浓度为1～10 mM；H₃btc乙醇溶液中H₃btc的浓度为1～10 mM。

6.权利要求1所述可见光响应的二氧化钛纳米线/金属有机骨架/碳纳米纤维膜的制备方法制备的可见光响应的二氧化钛纳米线/金属有机骨架/碳纳米纤维膜。

7.权利要求6所述可见光响应的二氧化钛纳米线/金属有机骨架/碳纳米纤维膜在降解废气中的应用。