本發(fā)明屬于水污染凈化材料領(lǐng)域，具體涉及一種軟性中空水凈化纖維的制備方法。

背景技術(shù)：

1、在工業(yè)和民用廢水中含有大量有機(jī)物，并且這些有機(jī)物的種類繁多，對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成巨大的潛在危害。這些含有大量污染物的廢水在排放入環(huán)境水體之前必須經(jīng)過嚴(yán)格的處理，達(dá)到國家控制排放標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行排放。水處理的方法主要是常規(guī)的生化處理法，但生化處理法所依賴的微生物對于有毒物質(zhì)缺乏足夠的適應(yīng)和處理能力。經(jīng)過半個世紀(jì)的深入研究和開發(fā)，光催化氧化技術(shù)已經(jīng)成為可替代生化氧化的關(guān)鍵技術(shù)，因?yàn)楣獯呋趸梢杂糜谔幚斫^大多數(shù)有機(jī)污染物，包括有毒和高濃度的有機(jī)物質(zhì)。

2、光催化技術(shù)處理污染的關(guān)鍵在于所使用的催化材料。催化材料除了必須具有足夠的處理活性外，還要適應(yīng)各種復(fù)雜的污水處理?xiàng)l件，滿足具體的處理工藝要求。粉體材料通常具有較高的光催化活性，但粉體與水的分離是一個難以解決的困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種軟性中空水凈化纖維的制備方法，可用于水中有機(jī)污染物的光催化氧化凈化過程。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種軟性中空水凈化纖維的制備方法，包括下述工藝步驟：

4、步驟1：碳纖維的活化

5、(1)將3g碳纖維放入500ml燒杯中，加入0.5mol/l的鹽酸溶液380ml，浸泡30min后取出，用純水沖洗備用；

6、(2)將上述洗凈后的碳纖維在120℃烘箱中放置10h，再置于300℃程控箱式電爐中2h，即得到活化碳纖維；

7、步驟2：制備鎵-鈦-釓三元復(fù)合溶膠

8、(1)在燒杯中依次加入120～160ml無水乙醇、15～18ml丁二醇、7.2～8.6ml鈦酸正丁酯，攪拌均勻得到前驅(qū)體a；

9、(2)在另一只燒杯中加入30～35ml無水乙醇、5～6g分子量為6000的聚乙二醇、3.2～3.5g乳化劑吐溫60、17.8～19.3ml純水、2.6～3.2g硝酸鎵和4.5～5.1g硝酸釓，攪拌均勻得到前驅(qū)體b；

10、(3)將前驅(qū)體b緩慢加入前驅(qū)體a中，置于50℃恒溫水浴中，攪拌均勻得到鎵-鈦-釓三元復(fù)合溶膠；

11、步驟3：凝膠包覆

12、(1)在所述鎵-鈦-釓三元復(fù)合溶膠中加入所述活化碳纖維，充分?jǐn)嚢?，將包覆了?鈦-釓三元復(fù)合溶膠的活化碳纖維提拉出溶膠后靜置1h；

13、(2)將上述包履了溶膠的活化碳纖維置于-35℃冷凍干燥機(jī)中處理12h，得到凝膠包覆碳纖維；

14、步驟4：熱處理

15、將凝膠包覆碳纖維在590～630℃程控箱式電爐中煅燒3.5h，冷卻至室溫，即制得軟性中空水凈化纖維材料。

16、進(jìn)一步地，步驟1所述碳纖維直徑為1μm，長度為10cm。

17、一種軟性中空水凈化纖維，采用上述方法制備，所述軟性中空水凈化纖維的中空孔徑為0.7～0.8μm，耐溫范圍低于580℃。

18、進(jìn)一步地，所述軟性中空水凈化纖維材料是以鎵-鈦-釓三元復(fù)合氧化物為主要成分，由氧化鎵、氧化鈦和氧化釓三種氧化物復(fù)合而成。

19、本發(fā)明的一種軟性中空水凈化纖維的制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)在于：

20、本發(fā)明制備出以鎵-鈦-釓三元復(fù)合氧化物為主要成分的軟性中空水凈化纖維材料。該材料具有中空的孔隙結(jié)構(gòu)，因而具有較低的密度，可以在使用中與水充分混合以增加處理效率，并且在水處理過程后可以快速與水分離，達(dá)到連續(xù)使用的目的。鎵-鈦-釓三元復(fù)合氧化物由氧化鎵、氧化鈦和氧化釓三種氧化物復(fù)合而成，三種氧化物的相對比例經(jīng)過科學(xué)組合和優(yōu)化，因而此種鎵-鈦-釓三元復(fù)合氧化物具有較強(qiáng)的光催化處理活性，并且易于形成具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的軟性中空水凈化纖維。本發(fā)明中的制備方法，如碳纖維的活化步驟及凝膠包覆步驟等，對于制備穩(wěn)定而具有較強(qiáng)活性的軟性中空水凈化纖維都具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.一種軟性中空水凈化纖維的制備方法，其特征在于，包括下述工藝步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟性中空水凈化纖維的制備方法，其特征在于，步驟1所述碳纖維直徑為1μm，長度為10cm。

3.一種軟性中空水凈化纖維，采用權(quán)利要求1或2所述的方法制備，其特征在于，所述軟性中空水凈化纖維的中空孔徑為0.7～0.8μm，耐溫范圍低于580℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種軟性中空水凈化纖維，其特征在于，所述軟性中空水凈化纖維材料是以鎵-鈦-釓三元復(fù)合氧化物為主要成分，由氧化鎵、氧化鈦和氧化釓三種氧化物復(fù)合而成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種軟性中空水凈化纖維的制備方法，屬于一種軟性中空水凈化纖維的制備方法。本發(fā)明包括下述工藝步驟：以無水乙醇、鈦酸正丁酯、丁二醇、聚乙二醇、吐溫60、硝酸鎵和硝酸釓為主要原料制備鎵?鈦?釓三元復(fù)合溶膠，將包覆了鎵?鈦?釓三元復(fù)合溶膠的活化碳纖維進(jìn)行凝膠包覆和熱處理，即制得軟性中空水凈化纖維材料。該材料具有中空的孔隙結(jié)構(gòu)，因而具有較低的密度，可以在使用中與水充分混合以增加處理效率，并且在水處理過程后可以快速與水分離，達(dá)到連續(xù)使用的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：張文杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10