(5)将上述纺丝液注入到旋转甩丝装置中，在温度25°C，相对湿度30%~40%，模 具转速9000r/分钟的条件下，借助离心力将纺丝液从该装置尖端、孔径0.2mm的小孔中甩 出，同时辅以气流线速度IOm/秒且出口温度80°C的热风喷吹，通过网状收集装置收集后即 得浅黄色AgOSiO2修饰的g-C 3N4前驱体纤维。
[0028] (6)采用程序升温工艺对其进行热处理，即将适量的纤维放到氧化铝坩埚中盖上 盖子，以4~7°C/分钟的升温速率由室温升到500°C~600°C，并保温2~3.5小时，自然降温， 即可获得AgOSiO2核壳结构修饰的银灰色g-C3N4纤维产物。
[0029]以水中难降解的活性染料X-3B为探针评估纤维产物的光催化活性。实验操作如 下:首先将载有〇. Ig纤维的圆形镍网，置于直径l〇〇mm、高50mm的结晶皿距底部IOmm的烧结 玻璃突刺上，构成实验使用的固定床型光催化反应器;注入IOOmL浓度为30mg/L的X-3B模拟 废水反应液，有效水深为27mm。通过蠕动栗实现反应器内模拟废水的循环流动并控制流量 为40ml/min。避光条件下先运行30分钟；纤维对X-3B的吸附和脱附达到动态平衡后开启反 应器正上方、距反应液面0.3m的1000W氣灯，作为太阳光模拟光源照射120分钟，定时取样分 析。以X-3B最大吸收波长536nm处的浓度(C)与吸光度(A)所建立的C-A标准曲线，测定反应 前后的浓度并计算降解率。
[0030] 实施例2
[0031] 该实施例是依据0.3g的g-C3N4,质量比为1:6的AgNO3和PVP的混合液进行配制的， 其具体步骤与实施例1所不同的是：
[0032] 将AgNO3:PVP按1:6质量比进行混合。也即，将1.50g的PVP溶解在100mL乙二醇中， 在油浴加热并搅拌下的条件下，加入0.25g的AgNO3使其溶解，控温使油浴在20~30分钟内 温度达到130°C，保温1小时。待冷却到室温后，加入360ml的丙酮沉淀析出Ag纳米颗粒，离心 分离得到Ag纳米颗粒。
[0033]按实施例1中所述分析方法，测定并计算本实施例得到的光催化纤维对水中X-3B 的降解率。
[0034] 实施例3
[0035] 该实施例是依据0.3g的g-C3N4,质量比为1: 5的AgNO3和PVP的混合液进行配制的， 其具体步骤与实施例1所不同的是：
[0036] 将AgNO3 = PVP按1:5质量比进行混合。首先将1.25g的PVP溶解在100mL乙二醇中，在 油浴加热并搅拌的条件下，加入0.25g的AgNO3使其溶解，控温使油浴在20~30分钟内温度 达到130°C，保温1小时。待冷却到室温后，加入360ml的丙酮沉淀析出Ag纳米颗粒，离心分离 得到Ag纳米颗粒。
[0037] 按实施例1中所述分析方法，测定并计算本实施例得到的光催化纤维对水中X-3B 的降解率。
[0038] 实施例4
[0039]该实施例是依据0.3g的g-C3N4,质量比为1: 3的AgNO3和PVP的混合液进行配制的， 其具体步骤与实施例1所不同的是：
[0040] 将AgNO3 = PVP按1:3质量比进行混合。首先将0.75g的PVP溶解在100mL乙二醇中，在 油浴加热并搅拌的条件下，加入0.25g的AgNO3使其溶解，控温使油浴在20~30分钟内温度 达到130°C，保温1小时。待冷却到室温后，加入360ml的丙酮沉淀析出Ag纳米颗粒，离心分离 得到Ag纳米颗粒。
[0041 ]按实施例1中所述分析方法，测定并计算本实施例得到的光催化纤维对水中X-3B 的降解率。
[0042] 实施例5
[0043]该实施例是依据0.3g的g-C3N4,质量比为1:1的AgNO3和PVP的混合液进行配制的， 其具体步骤与实施例1所不同的是：
[0044] 将AgNO3 = PVP按1:1质量比进行混合。首先将0.25g的PVP溶解在100mL乙二醇中，在 油浴加热并搅拌下的条件下，加入0.25g的AgNO 3使其溶解，控温使油浴在20~30分钟内温 度达到130°C，保温1小时。待冷却到室温后，加入360ml的丙酮沉淀析出Ag纳米颗粒，离心分 离得到Ag纳米颗粒。
[0045] 按实施例1中所述分析方法，测定并计算本实施例得到的光催化纤维对水中X-3B 的降解率。
[0046]在历经120分钟的可见光照射下，以各实施例所得到的AgOSiO2核壳结构修饰的g-C3N 4纤维为光催化剂，对X-3B模拟废水的光催化降解实验结果如下表所示：
[0048] 注:对照样品So为制备中既未引入硅源、也未引入银源者，也即单纯的g_C3N4纤维； 对照样品S1SAgNO3与PVP质量比为1:6,但制备中未引入硅源，也即未形成SiO 2纳米薄层包 覆的纳米Ag负载g_C3N4纤维；降解率（％ )的计算公式D = I -C/C〇 X 100。式中，D为降解率，C0 和C分别表示光催化降解前后，水中X-3B的浓度。
[0049]从上表的实验结果不难看出，按照本发明所述制备方法制得的AgOSiO2核壳结构 修饰g-C3N4纤维具有优良的可见光光催化活性，其中又以实施例2所述样品的光催化活性为 最佳，图1给出了实施例2制备的光催化纤维样品。
【主权项】
1. 一种Ag@Si〇2核壳结构修饰改性g-C3N4光催化纤维制备方法，其特征在于，包括以下 步骤： (1) 按质量比〇 · 3:0 · 25:0 · 25~1 · 75 的比例，称取 g-C3N4、AgN03 和 PVP; (2) 将步骤(1)称取的g-C3N4超声分散在浓度为0.4~lg/L的APAM水溶液中，调节分散液 pH值至1~3,分散均匀并超声处理，通过离心分离和去离子水洗涤，再分散到浓度1.7~2g/ L的PVP水溶液中，得到g-C3N4纳米片分散液； (3) 将步骤(1)中称取的PVP溶入乙二醇中，再加入步骤(1)中称取的AgN03,油浴下搅拌， 设置油浴温度在20~30分钟内达到130°C，保温1小时，待冷却到室温后加入过量丙酮沉淀 析出单质Ag，离心分离获得Ag纳米颗粒，备用； (4) 将Ag纳米颗粒分散到无水乙醇中，超声分散均匀，向其中加入去离子水、氨水和含 正硅酸乙酯10 %体积的乙醇溶液，去离子水、氨水和正硅酸乙酯乙醇溶液的体积比为20 : 1.2:0.1~0.3，密封搅拌5~7小时，离心分离，得到Si〇2纳米包裹的Ag纳米颗粒； (5) 将Si02纳米薄层包裹的Ag纳米颗粒和浓度4~7.2g/L的APAM水溶液滴加到步骤(2) 制备的g_C 3N4纳米片的分散液中，搅拌均匀，浓缩得到纺丝液;其中纺丝液的粘度为5Pa · S ~8Pa · S; (6) 纺丝液经干法纺丝，同时辅以气流线速度10m/秒且出口温度80°C的热风喷吹，得到 浅黄色前驱体纤维，以4~7°C/分钟的升温速率由室温升到500°C~600°C，并保持2~3.5小 时，自然冷却至室温，获得光催化纤维。
【专利摘要】一种AgSiO2核壳结构修饰改性g-C3N4光催化纤维制备方法，包括以下步骤：(1)将g-C3N4超声分散在APAM水溶液中，得到含g-C3N4纳米片的分散液；(2)将PVP溶入乙二醇中，再加入AgNO3，加入过量的丙酮沉淀析出Ag颗粒，分离得到Ag纳米颗粒；(3)将Ag纳米颗粒分散到无水乙醇中，加入去离子水、氨水和含正硅酸乙酯乙醇溶液，离心得到SiO2包裹的Ag纳米颗粒；(4)将SiO2纳米包裹的Ag纳米颗粒和APAM水溶液滴加到含g-C3N4纳米片的混合液中，浓缩得到纺丝液；(5)将纺丝液纺丝获得前驱体纤维；前驱体纤维经热处理获得AgSiO2修饰的g-C3N4纤维光催化材料。该方法极大的缩短了g-C3N4的层剥离时间；制备出的光催化水处理功能纤维材料，更容易回收利用。
【IPC分类】B01J35/06, C02F101/38, B01J27/24, C02F1/30
【公开号】CN105536841
【申请号】CN201510902577
【发明人】包南, 胡信德, 张成禄, 缪昕翰, 荚秀艳
【申请人】山东大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月8日