[發明專利]一種鉑改性二氧化鈦納米線濾膜的制備方法

有效

• 申請號: 201910237360.6
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109908857B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 劉保順;謝林峰
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B01J20/02
• 分類號: B01J20/02;B01J20/28;B01J20/30;B01J23/56;B01D53/86;B01D53/72;B01D53/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕

本發明涉及一種鉑改性二氧化鈦納米線濾膜的制備方法，其包括以下步驟：1）將鈦前驅物、高聚物表面活性劑和有機酸、有機溶劑混合攪拌均勻，然后溶解到高濃度堿性溶液中進行水熱反應，反應產物在酸性溶液中進行離子交換反應制備含鈦納米線材料；2）向步驟1）所得含鈦納米線材料中添加鉑前驅物、空穴俘獲劑和水進行光沉積，然后經過濾、洗滌后得到鉑改性二氧化鈦納米線濾膜。本發明原料簡單易得，以鈦前驅體為原料，通過光沉積鉑改性二氧化鈦納米線，進行工藝過程簡單，得到的鉑改性二氧化鈦納米線濾膜不僅擁有較高的光催化能力，在常溫下還具有十分顯著的熱催化效果。

技術領域

本發明屬于無機材料技術領域，具體涉及一種鉑改性二氧化鈦納米線濾膜的制備方法。

背景技術

甲醛(HCHO)是一種普遍存在在室內的空氣污染物，因為其具有很多排放源，如家具，建材和裝飾材料，還有食物烹飪等室內活動。甲醛是原漿毒物質，可以對呼吸道粘膜、眼睛和皮膚造成強烈傷同時引起人頭暈等癥狀，長期接觸還會致癌；因此，降低室內HCHO濃度，保護居民身體健康是現在的當務之急。去除降低HCHO的方式現在主要有控制HCHO排放和保證環境通風，目前研究了許多方法用于出去HCHO，如吸附，等離子體輔助氧化，光催化降解，光電催化氧化和熱催化氧化。催化氧化是減少揮發性有機化合物最有前景的技術之一，因為揮發性有機化合物可以在比熱氧化溫度低得多的溫度下通過催化劑氧化成二氧化碳。常規的催化氧化反應催化劑包括負載的貴金屬(Pt，Pd，Rh和Au)催化劑和金屬氧化物(Ag，Cu，Cr和Mn)。同時在研究中發現二氧化鈦中摻雜鈉元素可以很大程度的降低其熱催化所需的溫度。然而這些光催化劑材料主要以超細粉末的形式存在，光催化后通常難以分離和再循環，在實際應用中不可避免地導致二次污染。鉑改性二氧化鈦納米紙提供了又一種無污染、可循環的材料，大大增加了二氧化鈦的商業價值。

目前對于大多數研究，都是直接用基底材料作為成紙材料，如將TiO₂漿料涂在FTO玻璃上面、用氧化石墨烯混合TiO₂、添加纖維素讓TiO₂成紙，這些制備方法已經很成熟也成功在商業上得到應用，它們可以用來過濾除廢水，也可以用來在空氣中降解有機污染物。采用TiO₂直接成紙的方法還沒有報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種制備鉑改性二氧化鈦納米線濾膜材料的方法，制備的鉑改性二氧化鈦納米線濾膜具有很強的吸附性和熱催化性能。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：

一種鉑改性二氧化鈦納米線濾膜的制備方法，其包括以下步驟：

1)將鈦前驅物、高聚物表面活性劑和有機酸、有機溶劑混合攪拌均勻，然后加入到高濃度堿性溶液中進行水熱反應；水熱反應后所得固體產物在酸性溶液中進行離子交換反應，得到含鈦納米線材料；

2)向步驟1)所得含鈦納米線材料添加鉑前驅物、空穴俘獲劑及去離子水進行光沉積，然后經過濾、洗滌、干燥、煅燒處理，得到鉑改性二氧化鈦納米線濾膜。

按上述方案，步驟1)中，鈦前驅物、高聚物表面活性劑和有機酸、有機溶劑、高濃度堿性溶液的質量比為1:(0.12～0.18):(1.5～2.2):(1.3～1.42):(18～25)；水熱反應后所得固體產物與酸性溶液的質量比為1:(300～600)。

按上述方案，步驟2)中，含鈦納米線材料、鉑前驅物、空穴俘獲劑和水之間的質量比為1:(0.008～0.034):(6.5～10.5):(150～250)。

按上述方案，步驟1)所述鈦前驅體為四氯化鈦、鈦酸四丁酯、鈦酸等中的一種或多種。

按上述方案，步驟1)所述高聚物表面活性劑的分子量為44000～54000，選自聚乙烯吡咯烷酮、羥乙基纖維素、聚丙烯酸胺等中的一種或多種。。