[发明专利]负载纳米二氧化钛薄膜的活性炭纤维及其制备方法和用途

摘要

公开了一种活性炭纤维负载纳米二氧化钛薄膜的制备方法及其用途。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二氧化钛薄膜的复合光催化材料。具体制备方法包括油包水型的反胶束体系的配制；二氧化钛前驱体活性位透明胶束的配制；原位诱导反胶束的配制；活性炭纤维毡浸泡负载氧化钛前驱体；干燥并高温焙烧活化活性炭纤维表面的“湿膜”，最终制得活性炭纤维负载纳米二氧化钛薄膜的复合光催化材料。本发明还提供依据本发明制备方法得到的复合材料在光催化氧化分解有机物方面的应用。本发明TiO2/ACF复合材料的制备方法简单，本发明方法可以在活性炭纤维表面制备附着力强、薄膜厚度可控的均匀致密纳米二氧化钛薄膜，制得的TiO2/ACF复合材料吸附能力强、光催化氧化活性高。

主权项

一种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二氧化钛薄膜复合光催化材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)水∶表面活性剂摩尔比为0.9～1.8，分别加入连续油相环己烷中，环己烷的体积分数为0.58～0.68，磁力搅拌90min后在超声波中震荡60min，制得高度分散的热力学稳定反胶束体系；(2)钛酸丁酯加入异戊醇中形成钛酸丁酯体积分数为30％的钛酸丁酯异戊醇溶液，依次添加二乙醇胺和水，制得活性位透明胶束；所述水用量按摩尔比为钛酸丁酯的2倍；二乙醇胺∶水的摩尔比为0.6～1.7；(3)将上述(2)的活性位透明胶束加入至上述(1)的反胶束体系中，制得具有活性位的反胶束微乳；补加钛酸丁酯，其用量为(1)中水的摩尔量的1/2；透明胶束溶液与反胶束的体积比为0.1033～0.4827；所得原位诱导反胶束微乳中钛离子浓度为0.15～0.31mol/L；(4)活性炭纤维在去离子水中浸泡再经超声波震荡清洗，清洗完成后在温度为70～100℃完全烘干，浸入配制好的原位诱导反胶束微乳溶液中，浸渍5～20min后，得到负载二氧化钛前驱体的活性炭纤维。将浸渍好的活性炭纤维在100℃下保温30min，最后转移至氮气氛围的高温炉中升温至450～800℃进行焙烧活化，制得TiO2/ACF纳米复合光催化材料。