以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑的制作方法
【專利摘要】一種以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑，具有玻璃纖維織物基底層，在玻璃纖維織物基底層上依次設有二氧化鈦晶種層和二氧化鈦納米線陣列層。在玻璃纖維織物表面引入二氧化鈦晶種層，該晶層厚度薄，均勻致密，有利于后續(xù)二氧化鈦納米線陣列的生長，一維二氧化鈦納米線陣列因其具有大長徑比結構，表現出良好的染料吸附能力和光催化活性，該催化劑可以回收反復利用，并且具有比表面積大的特點，可吸附更多染料，同時還有較高的光催化效率。
【專利說明】
以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑
技術領域
[0001]本實用新型涉及光催化劑，特別是涉及一種以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑?！颈尘凹夹g】
[0002]近十幾年來，半導體多相光催化反應在染料廢水處理中的應用普遍受到人們的關注。在眾多的半導體光催化劑材料中，Ti〇2因其價廉、無毒、高穩(wěn)定性、能夠再生循環(huán)利用等優(yōu)點，倍受青睞。常用的Ti02光催化劑為粉體狀，在水中易凝聚失去活性，尤其是廢水處理后，催化劑的分離與回收成為一大難題。因此，二氧化鈦粉體的固定化處理和納米顆粒薄膜的制備逐漸成為研究的熱點。
[0003]現有的納米顆粒薄膜Ti02納米線陣列薄膜，通常是以涂覆Sn02的透明導電玻璃為基底，但是由于玻璃片材質剛硬，不能折疊，所制備的光催化劑大小受反應釜尺寸所限，整體表面積較低，導致光催化效果不如懸浮粉體效果好。因此，采用一種大表面積基底的納米陣列薄膜對于提高光催化效率具有重大意義。
【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑，可回收反復利用，并且具有比表面積大的特點，可吸附更多染料，同時還有較高的光催化效率。
[0005]本實用新型的技術解決方案是:
[0006]—種以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑，其特殊之處在于: 具有玻璃纖維織物基底層，在玻璃纖維織物基底層上依次設有二氧化鈦晶種層和二氧化鈦納米線陣列層。
[0007]所述玻璃纖維織物基底層的長度為20cm?40cm、寬度為3cm?5cm、厚度為0.2mm? 0.lcm〇
[0008]所述二氧化鈦晶種層的厚度為200nm?400nm〇 [〇〇〇9]所述二氧化鈦納米線陣列層的厚度為5 ? 5wii?6 ? 2ym。
[0010]所述二氧化鈦納米線陣列層中的二氧化鈦納米線的長徑比為52:1?60:1。
[0011]本實用新型的有益效果:
[0012](1 )、以玻璃纖維織物為基底，制備納米二氧化鈦陣列光催化劑，比表面積大，可以吸附更多染料，在解決催化劑回收、反復利用問題的同時還保證了較高的光催化效率。
[0013](2)、在玻璃纖維織物表面引入二氧化鈦晶種層，該晶種層厚度薄，均勻致密，有利于后續(xù)二氧化鈦納米線陣列的生長，一維二氧化鈦納米線陣列因其具有大長徑比結構，表現出良好的染料吸附能力和光催化活性?！靖綀D說明】
[0014]圖1為本實用新型的結構示意圖。[〇〇15]圖中:卜玻璃纖維織物基底層，2-二氧化鈦晶種層，3-二氧化鈦納米線陣列層。【具體實施方式】
[0016]實施例1
[0017]如圖所示，該以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑，具有玻璃纖維織物基底層1，所述玻璃纖維織物基底層1的規(guī)格為:長度X寬度X厚度為20cm X 3cm X 0.1cm;在玻璃纖維織物基底層1上依次設有二氧化鈦晶種層2和二氧化鈦納米線陣列層3; 所述二氧化鈦晶種層2的厚度為200nm;所述二氧化鈦納米線陣列層3的厚度為6.2wn;所述二氧化鈦納米線陣列層3中的二氧化鈦納米線的長徑比為60:1。[〇〇18] 實施例2
[0019]如圖所示，該以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑，具有玻璃纖維織物基底層1，所述玻璃纖維織物基底層1的規(guī)格為:長度X寬度X厚度為25cm X 4cm X 0.2mm;在玻璃纖維織物基底層1上依次設有二氧化鈦晶種層2和二氧化鈦納米線陣列層3; 所述二氧化鈦晶種層2的厚度為400nm;所述二氧化鈦納米線陣列層3的厚度為5.5wn;所述二氧化鈦納米線陣列層3中的二氧化鈦納米線的長徑比為52:1。
[0020]以織物為基底的Ti02納米線陣列光催化劑結構為:玻璃纖維織物25cm X 4cm，厚度為400nm的Ti02晶種層，長徑比為52:1的Ti02納米線陣列。[〇〇21] 實施例3
[0022]如圖所示，該以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑，具有玻璃纖維織物基底層1，所述玻璃纖維織物基底層1的規(guī)格為:長度X寬度X厚度為30cm X 4cm X 0.2mm;在玻璃纖維織物基底層1上依次設有二氧化鈦晶種層2和二氧化鈦納米線陣列層3; 所述二氧化鈦晶種層2的厚度為300nm;所述二氧化鈦納米線陣列層3的厚度為6.0wn;所述二氧化鈦納米線陣列層3中的二氧化鈦納米線的長徑比為57:1。
[0023]該以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑的制備方法如下:[〇〇24] 步驟一:將厚度為0.2mm的玻璃纖維織物切割成30cm X 4cm，先用去離子水洗滌，然后依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲洗滌15min，90 °C烘干，得到玻璃纖維織物襯底作為玻璃纖維織物基底層1;[〇〇25] 步驟二:室溫下量取28mL鈦酸丁酯，緩緩滴入到35mL無水乙醇中，用磁力攪拌器攪拌10 min，混合均勻，得到溶液A;將10mL蒸餾水加到35mL無水乙醇中，攪拌均勻，用冰醋酸調節(jié)pH，使pH在4，得到溶液B;在室溫下，將溶液A邊攪拌邊滴入溶液B中，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌30min，得到二氧化鈦溶膠；[〇〇26]步驟三:將玻璃纖維織物襯底浸入二氧化鈦溶膠中浸泡，lOmin后取玻璃纖維織物襯底，放入乳車中施重1.2kg/cm2乳壓，浸泡和乳壓分別進行兩次后，室溫晾干后，放入烘箱中200 °C干燥2h，即在璃纖維織物基底層表面形成二氧化鈦晶種層2。[〇〇27] 步驟四:量取30mL蒸餾水倒入200mL潔凈的燒杯中，再量取30mL濃鹽酸逐漸加入燒杯中，然后將燒杯放在集熱式恒溫加熱磁力攪拌器上，攪拌5min使之混合均勻；用潔凈干燥的移液管吸取lmL鈦酸丁酯，逐滴加入燒杯中，并不斷攪拌，滴加完畢繼續(xù)攪拌30min后，用玻璃棒引流慢慢倒入反應釜內杯中，再將步驟三制得的沉積有二氧化鈦晶種層2的玻璃纖維織物基底折疊后放入反應釜的內杯中，密封，然后放入真空干燥箱，在180°C條件下水熱反應4h，用去離子水反復充分洗滌，100 °C干燥lh，在二氧化鈦晶種層2上形成玻璃二氧化鈦納米線陣列層3,即得織物基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑。
[0028]分別將實施例3制備的以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑和懸浮二氧化鈦粉體光催化劑在紫外燈光源照射下測定其降解甲基橙的光催化活性，降解率分別為43%和40%，結果表明，以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑具有較高的光催化效率。
【主權項】
1.一種以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑，其特征是:具有玻璃 纖維織物基底層，在玻璃纖維織物基底層上依次設有二氧化鈦晶種層和二氧化鈦納米線陣 列層。2.根據權利要求1所述的以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑，其 特征是:所述玻璃纖維織物基底層的長度為20cm?40cm、寬度為3cm?5cm、厚度為0.2mm? 0.lcm〇3.根據權利要求1所述的以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑，其 特征是:所述二氧化鈦晶種層的厚度為200nm?400nm〇4.根據權利要求1所述的以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑，其 特征是:所述二氧化鈦納米線陣列層的厚度為5.5wii?6.2wii。5.根據權利要求1所述的以玻璃纖維織物為基底的二氧化鈦納米線陣列光催化劑，其 特征是:所述二氧化鈦納米線陣列層中的二氧化鈦納米線的長徑比為52:1?60:1。
【文檔編號】B01J35/10GK205627982SQ201620478180
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】彭淑靜, 唐立丹, 王冰, 王建中, 齊錦剛, 張震斌
【申請人】遼寧工業(yè)大學