一种光催化纤维及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种光催化纤维及其制备方法。本发明专利技术将由聚酯类聚合物和复合光催化剂组成的岛组分与海组分制成海岛纤维；去除所述海岛纤维中的海组分，得到光催化纤维。本发明专利技术通过制备海岛纤维的方式来制备光催化纤维，在纤维中添加了复合光催化剂，进而提高了光催化纤维的催化降解性能。实验结果表明，本发明专利技术提供的光催化纤维对于罗丹明B的去除率最高能够达到97％，催化性能非常好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光催化材料
，尤其涉及一种光催化纤维及其制备方法。
技术介绍
光催化氧化是一种比较高效节能的降解污染物的方法，通过利用太阳光，可以完全而有效地降解污染物。光催化材料是在光的照射下，利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量来产生催化作用，使周围的氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子，自身不起变化却可以促进化学反应进行的物质。光催化材料具有抗菌性、空气净化、除臭、防霉、防藻、防污自洁的作用，几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质。同时，光催化材料具有极高的安全性，甚至可作为食品药品添加剂，经过美国食品药品监督管理局(FDA)认证，使用非常安全。同时，由于光催化材料仅提供了反应的场所，它本身并不参与化学反应，具有良好的持久性。光催化纤维是光催化材料中的一种，现有技术一般采用现代复合技术将纳米二氧化钛与高分子材料实现完美结合，再通过熔融纺丝，纳米二氧化钛即可均匀分布纤维之中，实现了光触媒技术在纺织品的应用。但是，现有技术提供的光催化纤维却普遍存在光催化降解效果差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光催化纤维及其制备方法，本专利技术提供的光催化纤维的光催化降解性能优异。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种光催化纤维的制备方法，包括以下步骤：将由聚酯类聚合物和复合光催化剂组成的岛组分与海组分制成海岛纤维；去除所述海岛纤维中的海组分，得到光催化纤维。优选的，所述海组分为碱溶性聚酯。优选的，所述岛组分中聚酯类聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚酯弹性体和聚乙交酯中的一种或几种物质的混合物。优选的，所述岛组分中聚酯类聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚酯弹性体和聚乙交酯中的几种物质的共聚物。优选的，所述复合光催化剂包含0～10质量份的金属酞菁、50～95质量份的二氧化钛和5～50质量份的石墨相氮化碳。优选的，所述复合光催化剂和聚酯类聚合物的质量比为(1～20):(80～99)。优选的，所述海组分和岛组分的质量比为(20～50):(50～80)。本专利技术还提供了一种光催化纤维，其特征在于，所述光催化纤维包含聚酯类聚合物和复合光催化剂。优选的，所述复合光催化剂和聚酯类聚合物的质量比为(1～15):(85～99)。优选的，所述光催化纤维的直径为50～8000nm。本专利技术提供了一种光催化纤维及其制备方法。本专利技术将由聚酯类聚合物和复合光催化剂组成的岛组分与海组分制成海岛纤维；去除所述海岛纤维中的海组分，得到光催化纤维。本专利技术通过制备海岛纤维的方式来制备光催化纤维，在纤维中添加了复合光催化剂，进而提高了光催化纤维的催化降解性能。实验结果表明，本专利技术提供的光催化纤维对于罗丹明B的去除率最高能够达到97％，催化性能非常好。附图说明图1为本专利技术实施例1得到的光催化纤维和海岛纤维对罗丹明的分解效果对比图。具体实施方式本专利技术提供了一种光催化纤维的制备方法，包括以下步骤：将由聚酯类聚合物和复合光催化剂组成的岛组分与海组分制成海岛纤维；去除所述海岛纤维中的海组分，得到光催化纤维。本专利技术将由聚酯类聚合物和复合光催化剂组成的岛组分与海组分制成海岛纤维。在本专利技术中，所述海组分优选为碱溶性聚酯。在本专利技术中，所述岛组分中聚酯类聚合物优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚酯弹性体和聚乙交酯中的一种或几种物质的混合物，具体的可以为一种、两种、三种、四种、五种、六种、七种或八种。在本专利技术中，所述岛组分中聚酯类聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚酯弹性体和聚乙交酯中的几种物质的共聚物，具体的可以为两种、三种、四种、五种、六种、七种或八种；更具体的如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯的共聚物、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物等。本专利技术对所述海组分和聚酯类聚合物的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的海组分和聚酯类聚合物即可，具体的可以为具体选择的海组分和聚酯类聚合物的市售产品。在本专利技术中，所述复合光催化剂优选包含0～10质量份的金属酞菁，更优选为0.2～8质量份，最优选为0.4～6质量份；所述复合光催化剂优选包含50～95质量份的二氧化钛，更优选为60～90质量份，最优选为70～80质量份；所述复合光催化剂优选包含5～50质量份的石墨相氮化碳，更优选为10～40质量份，最优选为20～30质量份。在本专利技术中，所述金属酞菁的结构式优选如式1所示：在本专利技术所述式Ⅰ中，所述M优选为锌、铁、铜或钴；R优选为-H、-NH2、-Cl、-F、-COOH、-NO2、-NHCOCH3、-NHSO3H和-SO3H中的任意一种。本专利技术对于所述具有式I所示结构的金属酞菁的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的金属酞菁市售商品或采用本领域技术人员熟知的方法制备得到的金属酞菁产品即可。在本专利技术中，所述二氧化钛优选为金红石型和/或锐钛型；所述二氧化钛的粒径优选为50～800nm，更优选为100～600nm，最优选为200～500nm。在本专利技术中，当所述复合催化剂中含有金属酞菁时，所述复合催化剂的制备方法优选包含如下步骤：(1)将石墨相氮化碳、二氧化钛和非质子有机溶剂混合，得到混合分散液；将具有式I所述结构的金属酞菁与非质子有机溶剂混合，得到金属酞菁溶液；(2)将所述步骤(1)中混合分散液滴加到金属酞菁溶液中，将得到的反应液加热进行反应，得到所述复合光催化剂。本专利技术优选将非质子有机溶剂分别与石墨相氮化碳和二氧化钛混合，超声，得到石墨相氮化碳分散液和二氧化钛分散液。在本专利技术中，所述石墨相氮化碳分散液的浓度优选为1～4mg/mL，更优选为2～3mg/mL。在本专利技术中，所述二氧化钛分散液的浓度优选为1～4mg/mL，更优选为2～3mg/mL。本专利技术对于所述与石墨相氮化碳和二氧化钛混合的非质子有机溶剂的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的非质子有机溶剂即可。在本专利技术中，所述非质子有机溶剂优选包括二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮。本专利技术对于所述超声没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的能够将石墨相氮化碳和二氧化钛分散在非质子有机溶剂中的超声的技术方案即可。在本专利技术中，制备所述石墨相氮化碳分散液时所需超声的时间优选为5～30h，更优选为9～23h，最优选为12～16h；功率优选为200～500W；制备所述二氧化钛分散液时所需超声的时间优选为5～30h，更优选为9～23h，最优选为12～16h；功率优选为200～500W。得到石墨相氮化碳分散液和二氧化钛分散液后，本专利技术优选将所述石墨相氮化碳分散液和二氧化钛分散液混合，搅拌，得到混合分散液。在本专利技术中，所述混合分散液中石墨相氮化碳分散液和二氧化钛分散液的体积比按照石墨相氮化碳和二氧化钛计。本专利技术对于所述搅拌没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光催化纤维的制备方法，包括以下步骤：将由聚酯类聚合物和复合光催化剂组成的岛组分与海组分制成海岛纤维；去除所述海岛纤维中的海组分，得到光催化纤维。

【技术特征摘要】
1.一种光催化纤维的制备方法，包括以下步骤：将由聚酯类聚合物和复合光催化剂组成的岛组分与海组分制成海岛纤维；去除所述海岛纤维中的海组分，得到光催化纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海组分为碱溶性聚酯。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述岛组分中聚酯类聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚酯弹性体和聚乙交酯中的一种或几种物质的混合物。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述岛组分中聚酯类聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚酯弹性体和聚乙交酯中的几种物质的共聚物。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕汪洋，徐铁凤，李楠，王希祎，陈文兴，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33