[發明專利]一種負載V/N摻雜納米二氧化鈦的HKUST-1/CNF復合膜的制備方法及應用

在審

• 申請號: 202110677032.5
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113351174A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 陳子成;何向陽;張蘭河;李正;張健;張海豐;樊光源;張慧雯
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;B01J31/22;F24F8/167
• 代理公司: 黑龍江立超同創知識產權代理有限責任公司 23217
• 代理人: 楊立超

1.一種負載V/N摻雜納米二氧化鈦的HKUST-1/CNF復合膜的制備方法，其特征在于它是按以下步驟完成的：

一、制備HKUST-1/CNF復合膜：將氫氧化銅納米線溶液與納米纖維素水分散液充分攪拌混勻，然后抽真空過濾，得到藍色CHN/CNF復合膜，將藍色CHN/CNF復合膜浸泡在有機配體溶液中，所述有機配體溶液為1,3,5-均苯三羧酸乙醇水溶液，取出后自然干燥，得到HKUST-1/CNF復合膜；

二、制備摻雜型納米TiO₂：①、在攪拌條件下將鈦酸四正丁酯滴加于無水乙醇中，再滴加冰醋酸將pH調至3～6，攪拌至溶液呈均勻透明狀，得到鈦前驅液；②、將抑制劑加入乙醇水溶液中，充分混勻，得到抑制劑乙醇水溶液；③、向抑制劑乙醇水溶液中加入偏釩酸銨充分混勻，得到偏釩酸銨乙醇水溶液，將偏釩酸銨乙醇水溶液滴加到鈦前驅液中，先攪拌混勻，再靜置陳化，得到納米V-TiO₂溶膠；④、向抑制劑乙醇水溶液中加入氯化銨充分混勻，得到氯化銨乙醇水溶液，將氯化銨乙醇水溶液滴加到鈦前驅液中，先攪拌混勻，再靜置陳化，得到納米N-TiO₂溶膠；

三、提拉涂膜：①、將納米V-TiO₂溶膠和納米N-TiO₂溶膠進行混勻，得到混合溶膠；②、將HKUST-1/CNF復合膜浸入混合溶膠中，浸泡0.5min～5min，然后勻速拉出，在空氣中靜置至表面干燥形成凝膠為止，得到一次負載復合膜；③、將一次負載復合膜按照步驟三②重復操作2～9次，得到多次負載復合膜；④、對多次負載復合膜進行恒溫干燥，得到負載V/N摻雜納米二氧化鈦的HKUST-1/CNF復合膜。

2.根據權利要求1所述一種負載V/N摻雜納米二氧化鈦的HKUST-1/CNF復合膜的制備方法，其特征在于步驟一中所述氫氧化銅納米線溶液是按以下步驟制備的：室溫下將Cu(NO₃)₂水溶液和乙醇胺水溶液攪拌混合2min～5min，再靜置15h～30h，得到氫氧化銅納米線溶液；所述Cu(NO₃)₂水溶液與乙醇胺水溶液的體積比為1:1，且所述Cu(NO₃)₂水溶液中Cu(NO₃)₂與乙醇胺水溶液中乙醇胺的摩爾比為(1～6):(1.5～4.2)。

3.根據權利要求2所述一種負載V/N摻雜納米二氧化鈦的HKUST-1/CNF復合膜的制備方法，其特征在于步驟一中所述1,3,5-均苯三羧酸乙醇水溶液是按以下步驟制備的：按照體積比1:1將無水乙醇和蒸餾水混合，得到乙醇水溶液，將1,3,5-均苯三羧酸加入乙醇水溶液中充分混勻，得到1,3,5-均苯三羧酸乙醇水溶液；所述1,3,5-均苯三羧酸乙醇水溶液中1,3,5-均苯三羧酸的濃度為0.5mmo/L～25mmol/L。

4.根據權利要求3所述一種負載V/N摻雜納米二氧化鈦的HKUST-1/CNF復合膜的制備方法，其特征在于步驟一中所述氫氧化銅納米線溶液中氫氧化銅納米線與納米纖維素水分散液中納米纖維素的質量比為1:(0.1～6)。

5.根據權利要求4所述一種負載V/N摻雜納米二氧化鈦的HKUST-1/CNF復合膜的制備方法，其特征在于步驟一中藍色CHN/CNF復合膜在有機配體溶液中浸泡時間為10min～15h。

6.根據權利要求5所述一種負載V/N摻雜納米二氧化鈦的HKUST-1/CNF復合膜的制備方法，其特征在于步驟二①中所述鈦酸四正丁酯與無水乙醇的體積比為(10～40):(15～100)。

7.根據權利要求6所述一種負載V/N摻雜納米二氧化鈦的HKUST-1/CNF復合膜的制備方法，其特征在于步驟二②中所述乙醇水溶液由無水乙醇和蒸餾水按照體積比(10～2):(1～5)混合而成；步驟二②中所述抑制劑為二乙醇胺，且所述抑制劑與乙醇水溶液的體積比為(1～4):(3～12)。