AgNO3甲醇-水混合溶液(V鴨/V水=50)并量取20mL，其中AgNO3與步驟(I)中TiCl4的摩爾比為0.05: I，得到混合液D。
[0033](5)將聚乙酰丙酮合鈦溶膠置于超聲發(fā)生器中，使直徑為13mm的鈦合金超聲探頭浸入液面2?3cm，設(shè)定超聲條件為振幅40 %，占空比1:1，水浴溫度保持50°C，打開(kāi)分液漏斗開(kāi)關(guān)，將混合液D緩慢滴加到聚乙酰丙酮合鈦前驅(qū)體的甲醇溶液中，持續(xù)超聲I小時(shí)。之后旋蒸使粘度達(dá)到5Pa.s，獲得聚乙酰丙酮合鈦和AgCl混合的前驅(qū)體紡絲液。采用干法離心紡絲，在室溫、10000r/min的轉(zhuǎn)速條件下，將前驅(qū)體紡絲液從孔徑約為0.2mm的紡絲孔中高速紡出，獲得前驅(qū)體纖維。
[0034](6)將前驅(qū)體纖維放入管式爐中按以下程序升溫至600°C焙燒，以去除纖維中的有機(jī)物:
[0035]25°C ?100°C:30 分鐘；
[0036]100°C ?200°C:12 分鐘；
[0037]200°C ?400°C:120 分鐘；
[0038]400°C ?500°C:30 分鐘；
[0039]500°C ?600°C:120 分鐘。
[0040]在600°C下保溫2小時(shí)并自然降溫，得到白色AgCl與T12的復(fù)合纖維。
[0041 ] (7)將復(fù)合纖維置于開(kāi)啟的120W高壓汞燈之下0.5m處，并控制表面光強(qiáng)保持在Smff.cm—2，在紫外光照射的條件下進(jìn)行歷時(shí)1.5小時(shí)?2小時(shí)的光致還原，使得纖維表面處的AgCl部分被還原成Agt3，沉積在AgCl表面，形成拉伸強(qiáng)度I 1MPa?I.0GPa，直徑4μπι?15μm，單絲連續(xù)長(zhǎng)度3 cm?40 cm，BET比表面積90m V g?200m2/g的Ag/AgCl/Ti02復(fù)合短纖維(T12晶相為銳鈦礦相)。
[0042](8)將制得的纖維產(chǎn)物置于直徑145mm、高70mm的結(jié)晶皿底部，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)所用的自制固定床型光催化反應(yīng)器。在太陽(yáng)光照射下以間歇批量方式進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)，用10mL濃度為20mg/L的亞甲基藍(lán)溶液作模擬廢水，并以蠕動(dòng)栗循環(huán)，通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制流速為100mL/min，模擬廢水的有效水深20mm。反應(yīng)前避光處理30分鐘，達(dá)到吸附-脫附平衡后，將加有0.1g Ag/AgCl/Ti02復(fù)合光催化短纖維的反應(yīng)器置于無(wú)遮蔽物的空曠地帶進(jìn)行日光驅(qū)動(dòng)的光催化反應(yīng)，照射時(shí)間為濟(jì)南5月晴朗天氣條件下的12:00?14:00，利用照度計(jì)測(cè)得此時(shí)間段的日光強(qiáng)度集中在570?592W.m—2的范圍內(nèi)。經(jīng)2小時(shí)反應(yīng)后取樣，利用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)進(jìn)行分析測(cè)定。亞甲基藍(lán)的最大吸收波長(zhǎng)(λΜΧ)位于665±2nm處，因此以波長(zhǎng)665nm處的的濃度C與吸光度A所建立的C-A標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)得反應(yīng)前后濃度并計(jì)算脫色率，計(jì)算結(jié)果為91.3 %。
[0043]實(shí)施例2
[0044]本實(shí)施例與實(shí)施例1所不同的是將步驟(3)中的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的水浴溫度改為55°C，步驟(4)中的AgNO3水溶液改為濃度3.85g/L，步驟(5)中的粘度達(dá)到7.5Pa.s，步驟(7)中的表面光強(qiáng)控制在1mW.cm—2。
[0045]得到的是10MPa?1.0GPa，直徑4μηι?15μηι，單絲連續(xù)長(zhǎng)度5cm?40cm，BET比表面積 100m2/g ?200m2/g 的 Ag/AgCl/Ti02 復(fù)合短纖維。
[0046]將本實(shí)施例得到的復(fù)合短纖維進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)，用50mL濃度為30mg/L的亞甲基藍(lán)溶液作模擬廢水，反應(yīng)條件與實(shí)施例1的步驟(8)相同。反應(yīng)進(jìn)行2小時(shí)后取樣分析，計(jì)算得到的脫色率為98.9%。
[0047]實(shí)施例3
[0048]本實(shí)施例與實(shí)施例1所不同的是將步驟(3)中的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的水浴溫度改為60°C，步驟(4)中的AgNO3水溶液為濃度7.80g/L，步驟(5)中的粘度達(dá)到1Pa.s，步驟(7)中的表面光強(qiáng)控制在12mW.cm"2 ο
[0049]得到的是10MPa?900MPa，直徑4μπι?20μπι，單絲連續(xù)長(zhǎng)度3cm?35cm，BET比表面積 100m2/g ?180m2/g 的 Ag/AgCl/Ti02復(fù)合短纖維。
[0050]將本實(shí)施例得到的復(fù)合短纖維進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)，用50mL濃度為30mg/L的亞甲基藍(lán)溶液作模擬廢水，反應(yīng)條件與實(shí)施例1的步驟(8)相同。反應(yīng)進(jìn)行2小時(shí)后取樣分析，，計(jì)算得到的脫色率為92.2%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種Ag、AgCl和Ti02復(fù)合光催化纖維的一步制備方法，其特征是，包括以下步驟: (I)按摩爾比1:2:1的比例量取TiCl4、蒸餾水和乙酰丙酮，將三種物質(zhì)完全溶于甲醇溶劑中，在冰水浴中混合攪拌，至水解聚合反應(yīng)完成； ⑵按三乙胺與步驟⑴中TiCl4摩爾比0.95:1的比例，加入三乙胺，再加入能夠使可溶物完全溶解的四氫呋喃，抽濾除去不溶物，殘留的Cl—作為后續(xù)步驟中合成AgCl的Cl源； (3)在50°C?60°C的水浴中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)使溶液濃縮，除去四氫呋喃，得到聚乙酰丙酮合鈦溶膠； (4)向聚乙酰丙酮合鈦溶膠中加入甲醇使其完全溶解，再加入含有AgNO3的水與甲醇混合溶液，該混合溶液中AgNO3濃度為1.55g/L，甲醇與水的體積比為50:1，其中AgNO3與步驟(I)中TiCl4的摩爾比為0.05:1;之后再次進(jìn)行旋蒸處理，使溶液濃縮至粘度達(dá)到5Pa.s?1Pa.S，獲得紡絲液，進(jìn)行干法離心紡絲，獲得前驅(qū)體纖維； (5)將前驅(qū)體纖維進(jìn)行程序升溫?zé)崽幚恚允覝厣郎刂?00°C以去除有機(jī)物，在600°C下保溫2小時(shí)后自然降溫，獲得AgCl與T12的復(fù)合纖維中間體； (6)將得到的復(fù)合纖維中間體置于光強(qiáng)8?12mW.cm—2的紫外光照射下，進(jìn)行歷時(shí)1.5小時(shí)?2小時(shí)的光致還原，獲得Ag/AgCl/Ti02復(fù)合光催化纖維產(chǎn)物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ag/AgCl/Ti02復(fù)合光催化纖維的一步制備方法，其特征是，所述步驟(5)中按以下程序升溫至600°C: 25°C ?100°C:30 分鐘； 100°C ?200°C:12 分鐘； 200°C ?400°C:120 分鐘； 400°C ?500°C:30 分鐘； 500°C ?600°C:120 分鐘。
【專利摘要】一種Ag、AgCl和TiO2復(fù)合光催化纖維的一步制備方法，包括以下步驟：(1)取TiCl4、蒸餾水和乙酰丙酮完全溶于甲醇溶劑中，在冰水浴中混合攪拌，至水解聚合反應(yīng)完成；(2)向體系中加入三乙胺，再加入能夠使可溶物完全溶解的四氫呋喃，抽濾除去不溶物；(3)蒸去四氫呋喃，得到聚乙酰丙酮合鈦前驅(qū)體；(4)加入甲醇使其完全溶解，再加入含有AgNO3水溶液的甲醇溶液，濃縮得到紡絲液，紡絲獲得前驅(qū)體纖維；(5)將前驅(qū)體纖維焙燒，獲得AgCl和TiO2的復(fù)合纖維；(6)將復(fù)合纖維放置于紫外光下進(jìn)行光致還原，獲得Ag/AgCl/TiO2復(fù)合光催化纖維。本發(fā)明簡(jiǎn)化了制備工藝，合成成本相對(duì)較低，可獲得實(shí)用性和可見(jiàn)光響應(yīng)俱佳的高效光催化復(fù)合纖維。
【IPC分類】B01J35/06, B01J27/135
【公開(kāi)號(hào)】CN105536826
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510902161
【發(fā)明人】包南, 繆昕翰, 胡信德, 莢秀艷, 張清哲
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月8日