[发明专利]一种负载TiO2

说明书

本发明公开了一种负载TiO₂的PPS光催化膜的制备方法，包括以下步骤：将钛源、硫酸盐与乙醇、水和盐酸的复合溶液混合，并在常温下搅拌至均相，得到TiO₂前驱体溶液；将PPS微孔膜置于乙醇中润湿，然后转移至浓度为硝酸溶液中处理；将PPS微孔膜浸入TiO₂前驱体溶液中，再一同转移至水热反应釜中进行水热反应，洗涤烘干后得到PPS@TiO₂光催化膜。该方法采用高温水热法将TiO₂原位生长于PPS微孔膜表面，提升TiO₂纳米粒子的结晶度，在避免使用粘合剂的情况下获得均一孔径、高孔隙率、大比表面积、高负载量、高催化剂结晶度、结合牢固、形貌可控的表面及孔道内侧负载纳米TiO₂的PPS光催化膜，有效地提高了催化剂的比表面积和催化活性。

技术领域

本发明属于光催化膜制备领域，具体为一种负载TiO₂的PPS光催化膜的制备方法。

背景技术

有机污染物因其结构稳定、不易生物降解，是较难处理的环境污染物之一。半导体光催化技术可以直接利用光能将多种有机污染物彻底矿化去除，是理想的有机污染物处理技术之一。在半导体材料中，纳米TiO₂以高效、环保、无毒、稳定的特点受到了广泛的关注。然而，纳米TiO₂光催化材料存在着难回收、易团聚等缺点，容易造成二次污染及催化效率的降低。因此，负载型的光催化材料得到越来越多的应用。

负载型光催化材料的研究中，基体的选择是研究的关键，目前，基体主要有微球材料、二维材料、纤维织物、无机材料以及膜材料。其中，聚合物膜材料以高孔隙率、高比表面积和强吸附能力受到广泛关注。目前，负载型光催化材料的负载方式主要有共混法、沉积法、溶胶凝胶法、粘合剂粘接法和低温水热法。其中共混法需要将催化剂包埋在聚合物基体中，限制了催化剂的负载量和催化效率。沉积法、溶胶凝胶法所制得的材料存在着催化剂与基体结合力差的问题。粘合剂的使用不仅提高了生产成本，还会带来环境污染。低温水热法所制备的光催化膜材料中催化剂以无定型形式存在，结晶度较低，大大降低了材料的光催化性能。

申请号201611156787.6的文献公开了一种活性炭纤维负载纳米TiO₂薄膜的制备方法。该方法采用原位诱导反胶束法制备活性炭纤维负载均匀无裂纹、附着力强、薄膜厚度可控的致密纳米TiO₂薄膜的复合光催化材料。该方法有效的解决了纳米TiO₂光催化材料难回收、易团聚等缺点，但复杂的工艺流程、较为苛刻的制备条件和较长制备路径限制了该方法的进一步应用与发展。申请号 2017111579844的文献公开了一种表面负载TiO₂纳米线的聚醚酰亚胺光催化超滤膜的制备方法，通过低温结晶技术在膜表面生长TiO₂纳米线，提高了膜的亲水性，从而在保持高截除率的同时提高膜的通量，并将该薄膜应用于光催化污染治理等领域。但是，催化剂的活性位点暴露相对有限且基体对催化效率提高的贡献较小，功能较为单一。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种负载TiO₂的 PPS光催化膜的制备方法。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种负载TiO₂的PPS光催化膜的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)TiO₂前驱体溶液的配制：将钛源、硫酸盐与乙醇、水和盐酸的复合溶液混合，并在常温下搅拌至均相，得到TiO₂前驱体溶液；TiO₂前驱体溶液中钛源的浓度为1～500g/L、硫酸盐的浓度为1～50g/L；所述乙醇、水和盐酸的体积比为 2-6:1-3:1-3；

2)PPS微孔膜的预处理：将PPS微孔膜置于乙醇中润湿，然后转移至浓度为5～55wt.％的硝酸溶液中在10～50℃下搅拌0.5～8小时；