[发明专利]可见光响应的有机-无机杂化膜的制备方法和应用

说明书

本发明涉及有机‑无机杂化材料技术领域，具体公开了一种可见光响应的有机‑无机杂化膜的制备方法和应用，该方法包括：将硝酸银溶液与聚氨酯进行接触混合以溶解，然后将混合液依次与海泡石和氧化铈接触，得到涂膜液并布于基板上，将涂布有涂膜液的基板与YX溶液进行接触反应，得到沉积有原位生成的AgX纳米粒子的杂化膜，将其进行干燥、紫外灯下光照后得到可见光响应的有机‑无机杂化膜。本发明制备的有机‑无机杂化膜具有优异的可见光响应的光催化性能，同时可作为一种高效的抗菌材料，具有较好的抗菌能力，并且本发明的制备方法简单，所制备得到的薄膜结构稳定、易于回收。

技术领域

本发明属于有机-无机杂化材料技术领域，具体涉及一种可见光响应的有机-无机杂化膜的制备方法和应用。

背景技术

光催化是在一定波长光照条件下，半导体材料发生光生载流子的分离，然后光生电子和空穴再与离子或分子结合生成具有氧化性或还原性的活性自由基，这种活性自由基能将有机物大分子降解为二氧化碳或其他小分子有机物以及水，在反应过程中这种半导体材料也就是光催化剂本身不发生变化。

光催化技术是一种高效清洁的新型水处理技术，不仅能够处理多种难降解有机污染物，同时具有很好的杀菌及抑菌活性，其副产物少、无毒无害，具有能耗低、环境友好等显著优点。但传统的光催化技术的主要形式是将纳米颗粒物分散到反应体系中，充分利用纳米颗粒巨大的比表面积催化分解污水中的污染物，以达到净化污水的目的，利用粉体光催化剂进行污水处理时不可避免地会产生易失活、难回收、悬浮粉体影响光线透过率、可能造成二次污染等一系列问题。

因此，研究人员开始将纳米光催化材料负载嵌入基材内部，如将TiO₂混合进固定的载体中，如玻璃、不锈钢、纤维、碳纳米管和聚合物等，使催化剂直接接触流动的液体，有效降低催化剂的洗出机率，采用具有高吸附性的基材，提高从废水中去除有机污染物的效率，避免了将催化剂分离的后处理过程，但这些固载方法都有着各种各样的问题，如催化剂容易剥离、兼容性差以及复合材料的柔韧性差等。

光催化薄膜技术是将膜与光催化剂相复合的一种新的强化技术，具有可循环利用、易回收、节能、环保、高效等优点，广泛应用于生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理等领域，近年来多采用二氧化钛薄膜进行光催化，但又存在接触面积较小、催化效果低、寿命不高等问题，为此，改进光催化剂型式，研究一种能够重复利用的、催化效率高、耗能小且负载的催化剂不易脱落的光催化具有重要意义。

CN107876106A公开了一种氧化纤维素负载二氧化钛的制备方法，该方法制得的氧化纤维材料具有较高的醛基含量，较好的平整度以及较高的产率，二氧化钛敏化后团聚现象较小，且在氧化处理后的纤维材料上分布均匀。但该方法制备的得到的纤维素材料光透性差、比表面积较低、无法充分利用光能及有效接触到目标污染物。

CN106807412A公开了一种复合光催化材料及其制备方法，该方法通过沉积还原法制备的复合光催化剂光催化活性显著提升，但其不易从水体或环境介质中分离，将Ag/AgCl负载Bi₆NbWO₁₄Cl纳米颗粒作为催化剂用于环境污染治理会造成二污染。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的光催化材料存在的不够环保、催化活性低的问题。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种可见光响应的有机-无机杂化膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硝酸银溶液与聚氨酯进行接触混合I以溶解，得到混合液I，所述硝酸银溶液的浓度为0.05-0.20mol/L；

(2)将所述混合液I与海泡石和氧化铈接触，得到涂膜液，所述海泡石为平均粒径为1～3μm的海泡石粉体，所述氧化铈为平均粒径为2～5μm的氧化铈粉体；