[发明专利]一种聚酯纤维增强光催化纤维素复合气凝胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚酯纤维增强光催化纤维素复合气凝胶的制备方法，包括：将木浆研磨机械碎化，然后加入冰醋酸，并微波反应1‑3h，得到活化木浆；将酸酐加入至木浆内搅拌均匀，然后滴加硫酸并超声分散20‑30min，酯化混合物；将PET纤维加入至酯化混合物中超声分散，得到混合物，然后加入氢氧化钠溶液调节pH并超声20‑30min，经冷冻干燥得到纤维素气凝胶；将g‑碳化氮加入至乙醇中超声分散并研磨处理20‑30min，然后加入稀盐酸恒温反应10‑20min，得到酸性浆料，最后，将纤维素气凝胶放入并超声处理20‑30min，过滤后冰冻干燥，得到光催化纤维素复合气凝胶。本发明利用醋酯纤维素的活性羟基与g‑碳化氮形成稳定连接，确保光催化剂固定在气凝胶上，提高光催化剂的稳定性与催化效果。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种聚酯纤维增强光催化纤维素复合气凝胶的制备方法。

背景技术

气凝胶是一种纳米多孔非晶的轻质固体材料，具有多孔的三维立体结构，因其超低密度、超低导热、低介电、高降噪等优异性能，在绝热、催化、节能、航空航天等领域具有广泛的应用。随着技术发展和光催化技术的深入研究，气凝胶以极高的孔隙率和极高的比表面积等优异性能，可作为光催化材料的载体，且气凝胶基光催化材料表现优异的光催化性能。随着气凝胶技术的发展，纤维素气凝胶是纤维素材料的重要组成，具有可再生性、生物降解性、易于表面改性、高孔隙率、高比表面积、低密度以及3D互连的多孔网络结构等特点，作为第三代气凝胶材料的纤维素气凝胶是一种环境友好型多功能材料，可应用于吸附与分离材料、隔热材料、生物医学材料、储能材料、金属纳米颗粒/金属氧化物载体、催化等领域。然而，纤维素气凝胶还未在光催化领域中广泛应用。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种聚酯纤维增强光催化复合气凝胶的制备方法，利用醋酯纤维素的活性羟基与g-碳化氮形成稳定连接，确保光催化剂固定在气凝胶上，提高光催化剂的稳定性与催化效果。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种聚酯纤维增强光催化复合气凝胶的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将木浆研磨机械碎化，然后加入冰醋酸，并微波反应1-3h，得到活化木浆；所述木浆采用硬木浆与软木浆的混合物，且所述硬木浆和软木浆的质量比为4:1-2，硬木浆的纤维粗且短，能够提高材料的挺度，即，硬木浆的纤维材料表现出一定的支撑性，软木浆的纤维长且细，具有一定的柔韧性，表现出纤维材料的弹性，将两者结合在一起时，软木浆纤维能够穿插在硬木浆纤维间，形成稳定的连接性，提供木浆的交错性；所述冰醋酸的加入量是木浆质量的350-400％，微波反应的微波功率为400-600W，温度为10-20℃；该步骤利用冰醋酸在微波中的液态渗透性，配合微波的高频震动，促使醋酸与纤维丝形成反应，达到活化的效果；

步骤2，将酸酐加入至木浆内搅拌均匀，然后滴加硫酸并超声分散20-30min，酯化混合物；所述酸酐的加入量是木浆质量的150-200％，搅拌均匀的搅拌速度为300-500r/min，所述硫酸的加入量是木浆质量的1-3％，超声分散的超声频率为50-70kHz，温度为30-40℃；该步骤利用硫酸为催化剂，酸酐在醋酸的带领下形成完全渗透，实现了纤维素原位酯化反应；