[发明专利]一种制备兼具光催化活性和灭菌性能的Ag-TiO2

说明书

本发明涉及一种制备兼具光催化活性和灭菌性能的Ag‑TiO₂‑rGO‑PAN复合膜的方法，属于催化剂制备及环境功能材料技术领域。本发明的技术方案包括以下步骤：步骤一、将氧化石墨烯粉末分别分散在一定体积的超纯水/乙醇体系中，超声处理后得到氧化石墨烯分散液；步骤二、称量一定量的P25 TiO₂粉末加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌得到混合液；步骤三、将混合液转移到不锈钢高压反应釜反应器中，进行水热处理；步骤四、将水热处理后的混合液放入离心机中离心，取离心后的沉淀物洗涤数次后烘干，研磨得到TiO₂‑rGO粉末；步骤五、称取一定量PAN粉末溶解在DMF中，配制成PAN溶液后磁力搅拌过夜；步骤六、将PAN溶液和TiO₂‑rGO分散液分别装载到静电纺丝机的两个注射筒内；步骤七、得到Ag‑TiO₂‑rGO‑PAN复合膜。

技术领域

本发明涉及一种制备兼具光催化活性和灭菌性能的Ag-TiO₂-rGO-PAN复合膜的方法，属于催化剂制备及环境功能材料技术领域。

背景技术

越来越多的研究表明，污水处理系统和河流中的新污染物或微量有毒有害污染物被日益频繁地检出，并被证实会对公众健康和水体生态带来风险，这已逐渐引起了公众和研究者们对于水系统中微污染物的安全性的关注。对于微污染物的风险控制是亟待关注和研究的，研究开发新型高效的微污染物去除技术是削减或阻断微污染物引起的风险的重要步骤。

在众多具有较高微污染物去除效率的技术中，光催化技术由于耗能较少、效率高、环境友好等多种优点，具有良好的应用前景。TiO₂由于具有催化性能好、合成工艺成熟、成本较低、性质稳定等优点，在光催化等领域有着较多的研究和应用。

然而，TiO₂也存在禁带宽度大，主要在紫外光下才能发挥良好的光催化性能等不足。

同时在光催化材料的研究中，粉末载体是最常见的，粉末态光催化剂在水溶液中剧烈搅拌时可发挥出其优异的光催化活性，也得益于其与水溶液的充分混合，较大的比表面积和活性点位，但同时也导致其回收成为难题，干湿充分分离困难、回收不充分可能导致二次污染以及回收后质量与性能的损失使其在工程化应用中面临着挑战。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种制备兼具光催化活性和灭菌性能的Ag-TiO₂-rGO-PAN复合膜的方法，包括以下步骤：

步骤一、将氧化石墨烯粉末分别分散在一定体积的超纯水/乙醇体系中，超声处理后得到氧化石墨烯分散液；

步骤二、称量一定量的P25 TiO₂粉末加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌得到混合液；

步骤三、将混合液转移到不锈钢高压反应釜反应器中，进行水热处理；

步骤四、将水热处理后的混合液放入离心机中离心，取离心后的沉淀物洗涤数次后烘干，研磨得到TiO₂-rGO粉末；

步骤五、称取一定量PAN粉末溶解在DMF中，配制成PAN溶液后磁力搅拌过夜；同时称取一定量的TiO₂-rGO粉末混入甲醇和乙醇中，并加入MEMO试剂后同样磁力搅拌过夜，制成TiO₂-rGO分散液；

步骤六、将PAN溶液和TiO₂-rGO分散液分别装载到静电纺丝机的两个注射筒内，开始静电纺丝，PAN电纺纳米纤维和TiO₂-rGO电喷涂的纳米颗粒同时在滚筒收集器上收集形成纳米颗粒与纤维的复合膜，静电纺丝结束，将复合膜干燥后备用；