[發明專利]一種活性碳纖維負載光催化材料的方法

在審

• 申請號: 201810263556.8
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108393087A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 楊洲;季邦;趙文鋒;馬立哲;楊培君;黃權鋒;宋帥帥;許澤宇;劉偉
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B01J23/68
• 分類號: B01J23/68;A23B7/144
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發明公開了一種活性碳纖維負載光催化材料的方法，該方法是以自制三氧化鎢WO₃、氧化石墨烯(GO)為原料，鈦酸四丁酯為鈦源，醋酸、聚乙二醇為水解抑制劑和表面活性劑，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為連接劑，以活性碳纖維(ACF)為負載，采用溶膠凝膠法制備銀離子摻雜的氧化鎢/二氧化鈦?還原氧化石墨烯(Ag?WO₃/TiO₂/RGO)的三元復合光催化涂層。通過本發明方法制得的活性碳纖維負載光催化材料在紫外光的照射下將乙烯分解為二氧化碳和水，有利于抑制果蔬的呼吸作用。

技術領域

本發明涉及儲藏室抗菌保鮮的技術領域，尤其是指一種活性碳纖維負載光催化材料的方法。

背景技術

我國是世界上的果蔬生產大國，由于目前貯運保鮮技術條件的落后，每年都有大量的果蔬產品腐爛變質，造成巨大的浪費。腐爛變質的主要原因是儲藏過程中香蕉釋放的乙烯和自身的病菌。

乙烯是采后果蔬腐敗變質的重要因素之一，在密閉的保鮮環境中，乙烯能加快果蔬的呼吸強度，增強酶的代謝活性、加速細胞膜通透性和區格化損失，促進果實軟化、蔬菜退綠，縮短果蔬貯藏品質和時間。傳統的脫除乙烯的方法(如物理吸附法、高錳酸鉀氧化法、減壓脫除法等)在實際應用過程中都有一些缺陷，己不能完全滿足經濟發展的需求。據相關統計，現階段我國新鮮水果的腐爛損耗率已達30％，而發達國家平均損耗率不到7％。

我國目前運用最為成熟的水果保鮮技術是冷藏技術，包括高溫冷藏、低溫冷藏、窖藏以及冷鏈運輸等形式。而無論是何種保鮮技術，都需要注重一個重要的影響因素，水果貯藏環境中的乙烯含量。蘋果、香蕉、柿子等水果從采摘到成熟，會不斷釋放很多揮發性氣體物質，這些物質的成分組成非常復雜，而乙烯是其中一種關鍵成分，雖然總量不是很大，但對水果的影響非常大。與其他激素不同的是，由于乙烯強大的催熟作用，在水果保鮮貯藏技術中，乙烯的相關調節技術一直是該領域的研究熱點。由于乙烯具備對水果的催熟作用以及促進呼吸酶的氧化作用，會在果蔬貯藏期間導致其品質下降，使得水果的貯藏保鮮期縮短。

清除環境中的乙烯是主要是物理吸附、氧化劑氧化、光催化氧化。其中物理吸附對有機物這類的物質吸附能力有限，容易發生解吸，其處理效果也有限。氧化劑氧化主要是采用高錳酸鉀和臭氧，這兩種氧化劑雖然價格便宜，容易獲得，己得到廣泛應用，但是它們需要經常更換，而且容易造成污染，并且臭氧會對人體造成傷害。光催化氧化法有高溫催化氧化法和光催化氧化法。前者將溫度升高到250℃左右，在催化劑的作用下脫出乙烯，其成本比較高，對制冷功率要求高。后者處理容易，很有市場前景。另外還有一些物理和化學相結合除去乙烯的方法。

因此，尋求更加高效、環保和節能的可持續發展的果蔬保鮮技術顯得勢在必行，對水果進行保鮮及加工是必不可少的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出了一種活性碳纖維負載光催化材料的方法，通過該方法制得的活性碳纖維負載光催化材料在紫外光的照射下將乙烯分解為二氧化碳和水，有利于抑制果蔬的呼吸作用。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種活性碳纖維負載光催化材料的方法，該方法是以自制三氧化鎢WO₃、氧化石墨烯(GO)為原料，鈦酸四丁酯為鈦源，醋酸、聚乙二醇為水解抑制劑和表面活性劑，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為連接劑，以活性碳纖維(ACF)為負載，采用溶膠凝膠法制備銀離子摻雜的氧化鎢/二氧化鈦-還原氧化石墨烯(Ag-WO₃/TiO₂/RGO)的三元復合光催化涂層；其具體過程如下：

1)將鈦酸四丁酯與無水乙醇按1:4～1:6的體積比混合后得到A溶液，用超聲波清洗器超聲振蕩5～10min；

2)用電子天平稱取所需質量的硝酸銀粉末，使得A溶液中銀離子的質量比為0.05％～0.08％之間；

3)滴加冰醋酸溶液調節PH值至3～4左右，隨后持續超聲振蕩A溶液5～10min；