一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法与流程

本发明涉及环境保护，具体为一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法。

背景技术：

1、在许多现实工作环境中，如医院病理科、教学解剖室、化学教学实验室等等，在工作操作的流程中，不断有多种有毒有害气体(vocs)如甲醛、苯类有机物质不断释放到室内，在许多密闭或半密闭公众聚集场所，存在各种致病生物细菌和病毒通过空气介质传播的风险，而单一的排风方式有如下缺点:第一，这种直排方式没有对空气中有毒有害物质进行分解和灭活，第二，只会使室内污染浓度达到一个质量平衡状态，并不能完全排出。目前现有的上述室内空气净化方式，多采用在不同类型空气净化器中，加装填充了活性炭颗粒框架，通过风机过滤空气，快速吸附空气中有毒有害气体和生物细菌及病毒，但没有分解和灭活效果，一旦达到吸附保和，需要更换该填充了活性炭颗粒框架，对于直排到室处空气的净化，需要更多的活性炭吸附材料，同时存在吸附保和后需要换吸附材料的问题。本发明的铈、银掺杂纳米二氧化钛负载活性炭纤维布材料，即能高效、快速吸附有毒有害气体和生物细菌及病毒，同时借助在紫外至近紫外波长(200～400nm)led灯光线照射条件下，根据不同环境场所需求，选用不产生臭氧或产生臭氧不同波长段的led光源照射，将其分解和灭活，并达到可长期循环使用的目的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、配制溶液a：将50-100ml的无水乙醇与50-100ml乙酸乙酯充分搅拌混合，得到溶液a；

4、s2、配制溶液b：提取5-10ml分析纯钛酸丁酯，溶入90-110ml含有非离子表面活性剂混合醇溶液中，在搅拌过程中滴加2.5-5ml分析纯磷酸，得到钛酸丁酯磷酸溶液b；

5、s3、配制溶液c：称取分析纯硝酸铈铵9.47-9.56g，溶入100-120ml无水乙醇溶剂中，搅拌1小时，得到硝酸铈铵溶液c；

6、s4、配制溶液d：称取分析纯硝酸银铵4-6g，溶入50-60ml去离子水中，在搅拌中加入氨水，直到最初生成的沉淀刚好溶解为止，添加去离子水稀释到100-120ml，得到硝酸银铵溶液d；

7、s5、配制溶液e；分别取10-12ml溶液b、2-3ml溶液c、0.8-1.2ml溶液d，先后加入到87ml溶液a中，得到活性炭纤维面涂覆用的溶液e；

8、s6、配制纤维材料：取一面积为40×40cm活性炭纤维布，用小型喷雾器将溶液e均匀喷涂在该布正反两面，随后用热风机吹干该布的两面，将吹干后的活性炭纤维布放到管式炉中，在通入氮气条件下，煅烧1-2小时，得到纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料。

9、作为优选，所述s1中无水乙醇与乙酸乙酯的体积比为1：1。

10、作为优选，所述s2中纯钛酸丁酯是通过移液枪在无尘的环境下进行吸取。

11、作为优选，所述s3中得到的硝酸铈铵溶液c为桔红色透明液体。

12、作为优选，所述s4中得到的硝酸银铵溶液d浓度为4％。

13、作为优选，所述s5中活性炭纤维面涂覆用的溶液e为透明微溶胶液体。

14、作为优选，所述s5中，溶液b、溶液c和溶液d加入至溶液a时，需在室温状态下持续对混合的液体进行搅拌。

15、作为优选，所述s6中，活性炭纤维布在管式炉中的煅烧温度为400-500℃。

16、作为优选，所述s6中，活性炭纤维布的比表面积为1000～1500m2/g。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、本发明利用高比表1000～1500m2/g的活性碳纤维布材料，对有毒、有害气体和各种病毒、细菌具有广泛吸附的特性，结合在其表面负载稀土铈这一变价元素，掺杂纳米二氧化钛，拓宽了纳米二氧化钛光生电子-空穴响应光波范围，在近紫外至紫外200～400nm波长范围内，选用不产生臭氧或产生臭氧波段，对有毒有害气体和各种病毒、细菌原位氧化分解和灭活，通过本发明制备工艺，将上述两种材料进行创新式的复合，提升了对各种有机污染物、细菌、病毒吸附和分解灭活效能，使该复合材料达到可长期循环使用的目的。

技术特征：

1.一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述s1中无水乙醇与乙酸乙酯的体积比为1：1。

3.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述s2中纯钛酸丁酯是通过移液枪在无尘的环境下进行吸取。

4.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述s3中得到的硝酸铈铵溶液c为桔红色透明液体。

5.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述s4中得到的硝酸银铵溶液d浓度为4％。

6.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述s5中活性炭纤维面涂覆用的溶液e为透明微溶胶液体。

7.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述s5中，溶液b、溶液c和溶液d加入至溶液a时，需在室温状态下持续对混合的液体进行搅拌。

8.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述s6中，活性炭纤维布在管式炉中的煅烧温度为400-500℃。

9.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述s6中，活性炭纤维布的比表面积为1000～1500m2/g。

技术总结
本发明公开了一种纳米二氧化钛负载活性炭纤维复合材料的制备方法，包括包括以下步骤：S1、配制溶液A：将50‑100ml的无水乙醇与50‑100ml乙酸乙酯充分搅拌混合，得到溶液A；S2、配制溶液B：提取5‑10ml分析纯钛酸丁酯，溶入90‑110ml含有非离子表面活性剂混合醇溶液中，在搅拌过程中滴加2.5‑5ml分析纯磷酸，得到钛酸丁酯磷酸溶液B。本发明制备的铈、银掺杂纳米二氧化钛负载在高比表面积活性炭纤维布材料，实现了快速、高效吸附有毒、有害气体和各种细菌、病毒的光氧化分解及灭活，为消除和净化空气中的有机污染物提供技术与装备支撑，是光催化材料在环境保护领域的一种创新应用。

技术研发人员：李峰,梁世飘
受保护的技术使用者：成都君研融合科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13