理:将收集到的静电纺丝样品在空气气氛下于550°C下般烧4小时，得到 晶化的银-二氧化铁纳米纤维，但此时纳米纤维宏观的拉形状已被破坏，为固体粉末状；
[0084] C)银-氧化儀-二氧化铁纳米纤维的合成:将步骤b)得到的银-二氧化铁纳米纤维 浸入2%的硝酸儀水溶液中，充分浸溃30分钟后取出离屯、烘干，再在400°C下般烧2小时，使 儀盐氧化成氧化儀。
[0085] 光催化活性测试:光催化C〇2还原性能实验是在一个200mL的自制双颈瓶中进行 的，其中双颈瓶的一边瓶颈上有一个凹槽，实验在室溫和大气压下进行。用300W的氣灯(常 州思宇，中国）作为紫外光的照射光源，放在反应装置上约IOcm处。实验过程中，实施例1-7 和对比例1-3得到的纳米纤维拉分别直接放入反应容器中，纤维拉的面积与反应器的面积 接近。再在瓶颈凹槽处加入0.1?的化肥化，将瓶颈用活塞密封。在光照前，先将反应器通氮 气30分钟W除去反应器中的空气W确保反应体系处于无氧的环境。再用注射器注入0.25mL 2M的出S化溶液到凹槽中，使之与化H(X)3反应生成气体C〇2和此0，反应中确保化肥化反应完 全。然后将双颈瓶放在氣灯下光照化。使用配备火焰离子化检测器(FID)的气相色谱仪(6(：-2014C, SMmadzu)来检测从反应产物中的气体成分。采用标准气的混合物来标定气体的保 留时间值，从而确定光催化C〇2还原的产物。同时，我们还做了两组空白实验，一组实验中没 有C〇2,另一组实验中没有光源，结果表明，0)2及光源的存在是光催化C〇2还原最关键的两个 因素。
[0086] 图2所示为实施例1所制备的银-氧化儀-二氧化铁纳米纤维拉的透射电镜照片。从 图a中我们可W看出纳米纤维是由许多纳米粒子组成的。进一步观察纳米纤维，我们从高分 辨透射电镜图谱（图b)中可W观察到四种类型的晶格条纹。第一种类型的晶格条纹间距大 约为0.352nm，对应着锐铁矿相Ti〇2的（10 1)面；第二种类型的晶格条纹间距大约为 0.3247nm，对应着金红石相Ti化的（110)面；另外两种类型的晶格条纹间距分别为0.243皿 和0.235nm，分别对应了MgO的（111)面和Ag的（111)面。该分析结果证实了 Ti〇2、MgO及Ag的 存在。
[0087] 如图3所示为实施例1和对比例1-3制备的二氧化铁基复合纳米纤维拉在紫外光照 射下光催化二氧化碳还原性能数据图。由图可知，银-氧化儀-二氧化铁复合纳米纤维拉表 现出最佳的二氧化碳还原性能，其中产邸4速率为0.86皿〇1 h-ig-i，产C出OH速率为0.06皿〇1 h-ig^，充分说明了所制备的复合纳米纤维拉=元催化体系具有显著的光催化二氧化碳还 原活性，催化效果明显优于纯二氧化铁、银-二氧化铁、氧化儀-二氧化铁光催化剂的催化活 性。
[0088] 如图4所示为实施例1和对比例1-3所制备的二氧化铁基复合纳米纤维拉的紫外可 见漫反射图谱。由图可知，银-二氧化铁和银-氧化儀-二氧化铁复合纳米纤维材料在可见光 区域表现出较强的吸收峰，主要是由于银纳米颗粒存在表面等离子体共振效应，同时，表面 等离子体共振效应也证实了银纳米颗粒的存在。此外，氧化儀-二氧化铁和银-氧化儀-二氧 化铁复合纳米纤维材料的图谱呈现出轻微的蓝移，运进一步证实了氧化儀的存在。
[0091]表中表示空白，无检出。
【主权项】
1. 二氧化钛基银-氧化镁-二氧化钛复合纳米纤维毡，其特征在于：以二氧化钛纳米纤 维为载体，以银和氧化镁为增强活性组分，宏观结构为柔性毡状，由银-二氧化钛纳米纤维 和分散在银-二氧化钛纳米纤维上的氧化镁组成，银-二氧化钛纳米纤维直径100-200nm。2. 权利要求1所述的二氧化钛基银-氧化镁-二氧化钛复合纳米纤维毡的制备方法，其 特征在于:步骤如下： a) 银-二氧化钛纳米纤维毡的合成：以钛酸丁酯(TBT)和AgN03为原料，配制前驱体溶液， 再通过静电纺丝方法得到硝酸银-无定型二氧化钛纳米纤维毡； b) 晶化处理:将收集到的静电纺丝样品首先在空气气氛下于200~400°C下煅烧1~4小 时，得到棕色的纳米纤维毡;再将处理后的纳米纤维毡在氮气气氛下于400~600°C下煅烧2 ~6小时，得到晶化的银-二氧化钛纳米纤维毡； c) 银-氧化镁-二氧化钛纳米纤维毡的合成:将步骤b)得到的银-二氧化钛纳米纤维毡 浸入镁盐水溶液中，充分浸渍后取出烘干，再煅烧使镁盐氧化成氧化镁。3. 根据权利要求2所述的二氧化钛基银-氧化镁-二氧化钛复合纳米纤维毡的制备方 法，其特征在于:步骤a)所述的银-二氧化钛纳米纤维毡的制备方法如下：以乙醇和乙酸的 混合液为溶剂配置钛酸丁酯(TBT)和PVP溶解完全的溶液A;以乙醇为溶剂配置银盐和PVP的 溶液B;将前述配制好的两种溶液磁力搅拌混合，控制混合后的溶液中PVP的总质量为TBT质 量的25%-100%;银盐以六8计量，了81'换算为110 2计量，银盐为丁81'的1~5的％;然后在室温 下继续搅拌4~10小时;最后将得到的淡黄色透明溶液进行静电纺丝，纺丝针头和接收板的 距离保持10~20cm，电压为10~20kV，纺丝速率为1.0~2.5mL · h一、4. 根据权利要求2所述的二氧化钛基银-氧化镁-二氧化钛复合纳米纤维毡的制备方 法，其特征在于:混合后的溶液中TBT、乙醇、乙酸的质量比为1:3:1~1:6:1。5. 根据权利要求2所述的二氧化钛基银-氧化镁-二氧化钛复合纳米纤维毡的制备方 法，其特征在于:优选为1:4:1~1:5:1。6. 根据权利要求2所述的二氧化钛基银-氧化镁-二氧化钛复合纳米纤维毡的制备方 法，其特征在于:步骤a)所述的银盐为硝酸银或银氨配合物。7. 根据权利要求2所述的二氧化钛基银-氧化镁-二氧化钛复合纳米纤维毡的制备方 法，其特征在于:步骤c)所述的镁盐为醋酸镁或硝酸镁或硫酸镁。8. 根据权利要求2所述的二氧化钛基银-氧化镁-二氧化钛复合纳米纤维毡的制备方 法，其特征在于:步骤c)所述的镁盐的质量百分比浓度为1~4%，浸渍时间为30分钟以上。9. 根据权利要求2所述的二氧化钛基银-氧化镁-二氧化钛复合纳米纤维毡的制备方 法，其特征在于:步骤c)所述的煅烧温度为200~400°C，煅烧时间为1~2小时。
【专利摘要】本发明涉及二氧化钛基银-氧化镁-二氧化钛复合纳米纤维毡及其制备方法。其以二氧化钛纳米纤维为载体，银和氧化镁为增强活性组分，宏观结构为柔性毡状，由银-二氧化钛纳米纤维和分散在银-二氧化钛纳米纤维上的氧化镁组成，银-二氧化钛纳米纤维直径100-200nm。其制备：a)银-二氧化钛纳米纤维毡的合成；b)将收集到的静电纺丝样品首先在空气气氛下于200～400℃下煅烧1～4小时，得到棕色纳米纤维毡；再将处理后的纳米纤维毡在氮气气氛下于400～600℃下煅烧2～6小时，得到晶化的银-二氧化钛纳米纤维毡；c)浸入镁盐水溶液中，充分浸渍后取出烘干，再煅烧使镁盐氧化成氧化镁。本发明提供的复合纳米纤维毡用于光催化还原二氧化碳活性高，且毡状催化剂易于回收利用。
【IPC分类】D06M11/44, D04H1/4382, B01J21/10, B01J21/06, B01J23/50, D01F9/08, D04H1/728, D06C7/00, D01F9/10
【公开号】CN105603714
【申请号】CN201610046418
【发明人】余家国, 徐飞燕
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月23日