[發明專利]一種涂飾鈦酸鉍的陶瓷纖維布的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201710413559.0
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107096522A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 張文杰;陶英杰;楊焦;劉宇軒
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: B01J23/18
• 分類號: B01J23/18;B01J21/06;B01J35/06;C02F1/30;C02F101/20;C02F103/22
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 趙嬛嬛

技術領域

本發明屬于環境凈化功能材料技術領域，具體涉及一種涂飾鈦酸鉍的陶瓷纖維布的制備方法及其應用。

背景技術

在光照條件下，光催化材料可以吸收光子的能量，導致光催化材料產生具有強氧化還原能力的空穴-電子對，進而生成一系列氧化還原自由基，并引起環境中有機污染物的降解。光催化凈化技術已被廣泛應用于大氣和水污染治理，在許多特定的使用環境中具有獨特的應用效果，并已逐漸被開發應用于具體的環境污染治理過程。為了提高該技術的處理能力并應用于實際的環境污染治理過程，目前主要的研究熱點是新型高效光催化材料的制備及與特定使用環境的適應性，以期將之應用于大規模的空氣和水污染治理過程。鈦酸鹽是當前極有應用潛力的一類新型光催化材料。鈦酸鉍材料在各類環境污染凈化過程具有令人滿意的性能，尤其是對可見光能的利用使其具有較低的使用成本。

在實際治理空氣和水中污染物的過程，為了充分利用陽光的輻射，需要將光催化材料制成平面形狀。硬質平面材料在使用中往往面臨鋪設和保管困難的缺點，同時制造大面積的硬質平面材料也需要巨大的反應設備。為了解決這個困難，可以使用軟性平面材料。軟性材料在大氣和水污染治理工藝過程中有很強的適應性，能夠快速高效地吸附和降解污染物，并且適用于各種形狀的反應器。本發明公開了一種涂飾鈦酸鉍的陶瓷纖維布的制備方法，該材料在環境污染凈化領域具有極大的應用潛力和使用價值。

發明內容

本發明的目的是提供一種涂飾鈦酸鉍的陶瓷纖維布的制備方法及其應用，以軟性耐高溫的陶瓷纖維布為涂飾基質，在陶瓷纖維布上生成純度高、分布均勻、與陶瓷纖維布結合強度大的鈦酸鉍晶狀薄膜，以實現其在環境污染凈化領域的應用。本發明的技術方案為：

一種涂飾鈦酸鉍的陶瓷纖維布的制備方法，包括以下步驟：

（1）將無水乙醇、十八胺、乙二醇混合均勻，再加入鈦酸四異丙酯、三正丁基異丙銨的25%乙醇溶液、穩定劑OP-8混合均勻，濃縮至體積剩余2/3~4/5，得到溶液A；

（2）將去離子水、硝酸鉍、十二烷基三甲基溴化銨、碳酸鈉混合均勻，得到溶液B；

（3）將溶液A加熱至55~65℃，加入溶液B，反應20~40min得到透明狀鈦酸鉍溶膠；

（4）將陶瓷纖維布浸入透明狀鈦酸鉍溶膠中，取出后依次室溫凝固、加熱干燥，得到表面包覆有鈦酸鉍溶膠的陶瓷纖維布；

（5）將表面包覆有鈦酸鉍溶膠的陶瓷纖維布煅燒以成型固化，得到涂飾鈦酸鉍的陶瓷纖維布。

進一步地，所述步驟（1）中各成分按照重量份的配比為：無水乙醇165.7~181.5份、十八胺2.6~2.8份、乙二醇27.9~33.5份、鈦酸四異丙酯7.2~8.3份、三正丁基異丙銨的25%乙醇溶液2.6~2.7份、穩定劑OP-8 1.7~1.9 份。

進一步地，所述步驟（2）中各成分按照重量份的配比為：去離子水21~25份、硝酸鉍3.1~3.3份、十二烷基三甲基溴化銨2.5~2.6份、碳酸鈉1.5~1.6份。

進一步地，所述步驟（4）中陶瓷纖維布為Mifso-1型陶瓷纖維布，纖維直徑為1~3μm。

進一步地，所述步驟（4）中加熱干燥溫度為75~85℃，干燥時間為10~14h。

進一步地，所述步驟（5）中煅燒條件為：煅燒溫度為720~930℃，煅燒時間為3~5h。

進一步地，所述涂飾鈦酸鉍的陶瓷纖維布中鈦酸鉍涂層的厚度為1~2μm。

另外，所述涂飾鈦酸鉍的陶瓷纖維布在大氣治理和廢水處理中應用。

本發明的有益效果為：

1、本發明通過精確控制原料成分形成鈦酸鉍溶膠，以及控制包覆及成型固化工藝，在陶瓷纖維布上生成純度高、分布均勻、與陶瓷纖維布結合強度大的鈦酸鉍晶狀薄膜，所采用的原材料成本低廉，容易獲得，而且操作簡便，整個過程中沒有用到昂貴的設備，對工業化應用十分關鍵；

2、本發明獲得的涂飾鈦酸鉍的陶瓷纖維布在大氣和水污染治理工藝過程中有很強的適應性，能夠快速高效地吸附和降解污染物，并且適用于各種形狀的反應器。

具體實施方式

在本發明的描述中，需要說明的是，實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。

下面結合具體的實施例對本發明做進一步詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。

實施例1

一種涂飾鈦酸鉍的陶瓷纖維布的制備方法，包括以下步驟：