[发明专利]一种自漂浮光热光催化纳米纤维膜及其制备方法

权利要求书

1.一种可自漂浮于溶液表面的光热光催化剂，其特征在于该催化剂呈纳米纤维膜状，厚度300-600μm，其中光热层由偕胺肟改性聚丙烯腈纳米纤维膜原位生长的四氧化三铁(Fe₃O₄)组成，光催化层由二氧化钛(TiO₂)、硫化镉(CdS)或石墨相氮化碳(g-C₃N₄)组成，并含有疏水聚二甲基硅氧烷(PDMS)层作为气体通道，制备方法包括静电纺丝纳米纤维膜、原位生长Fe₃O₄、静电喷涂光催化剂以及化学接枝PDMS等方法。

2.一种如权利要求1所述的可自漂浮于溶液表面的光热光催化剂的制备方法，其特征在于具有如下步骤：

1)配制质量百分比为6-12％的聚丙烯腈/DMF纺丝液，升温至60-75℃后加入0.6-1.2g盐酸羟胺，搅拌反应2-3h后将所得纺丝液置于注射器中，静电纺丝10-18h得到偕胺肟改性聚丙烯腈纳米纤维膜。

2)将步骤1得到的纳米纤维膜裁剪成约2cm×2cm尺寸的正方形，添加至50mL FeCl₃·6H₂O和FeSO₄·7H₂O的混合水溶液中，其质量分数分别为3.6-7.2％和2.0-4.0％，升温至60-70℃后将20-30mL质量分数为3-5％的稀氨水溶液匀速滴加至上述溶液中，继续在60-70℃和搅拌条件下反应2-4h，获得负载Fe₃O₄的光热纳米纤维膜。

3)以甲醇/乙醇(体积比4/1)混合溶液作为溶剂，配制质量分数为4-8％的光催化剂分散液，使用2)所获得的光热纳米纤维膜作为接收基材，将上述分散液通过静电喷雾的方法电喷于纳米纤维膜表面，获得光热光催化纳米纤维膜。

4)将一定量的PDMS均匀涂在上述纳米纤维膜的光催化层表面，然后置于20mw/cm²的紫外光下照射5min，用正己烷清洗后获得接枝PDMS的光热光催化纳米纤维膜。

3.根据权利要求2所述的自漂浮光热光催化纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤1)所述的静电纺丝参数为：电压15-30kV，接收距离10-20cm，推进速度0.5-2mL/h，滚筒转速300r/min，温度20-30℃，相对湿度25-50％。

4.根据权利要求2所述的自漂浮光热光催化纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤3)所述的静电喷雾参数为：电压15-30kV，接受距离10-15cm，推进速度1-2mL/h，滚动转速0r/min，静电喷雾时间10-30min，温度20-30℃，相对湿度25-50％。

5.根据权利要求2所述的自漂浮光热光催化纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，光催化剂为TiO₂、CdS、g-C₃N₄的任意一种。