一种皮芯复合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皮芯复合光催化纤维及其制备方法，包括以下步骤：将皮芯复合聚酯纤维放入复合光催化剂溶液中，进行浸轧处理；对所述浸轧处理得到的纤维依次进行第一热处理和第二热处理，得到皮芯复合光催化纤维。通过所述浸轧处理可以使得复合光催化剂牢固的附着在皮芯复合聚酯纤维上；然后再经过所述第一热处理和所述第二热处理可以使得皮层聚酯具有一定的黏度，对复合光催化剂具有更好的粘结作用。实验结果表明，本发明专利技术提供的皮芯复合光催化纤维对于磺胺嘧啶的降解速率很高，在5小时左右能够降解完所有的磺胺嘧啶；对于磺胺嘧啶的降解活性在循环20次之后几乎没有任何改变，具有优异的催化稳定性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光催化材料
，尤其涉及一种皮芯复合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皮芯复合光催化纤维及其制备方法，本专利技术提供的皮芯复合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皮芯复合光催化纤维的制备方法，包括以下步骤：将皮芯复合聚酯纤维放入复合光催化剂溶液中，进行浸轧处理；对所述浸轧处理得到的纤维依次进行第一热处理和第二热处理，得到皮芯复合光催化纤维。优选的，皮芯复合聚酯纤维包括芯层聚酯和皮层聚酯；所述芯层聚酯的熔点为250～270℃；所述皮层聚酯的熔点为90～180℃。优选的，所述皮芯复合聚酯纤维中皮层聚酯的质量含量为20～80％。优选的，所述皮芯复合聚酯纤维的直径为0.1～5000μm。优选的，所述复合光催化剂包含0～5质量份的金属酞菁、55～95质量份的二氧化钛和5～40质量份的石墨相氮化碳。优选的，所述复合光催化剂和皮芯复合聚酯纤维的质量比为(0.5～10):(90～99.5)。优选的，所述复合光催化剂溶液的浓度为2～30g/L。优选的，所述第一热处理的温度为60～120℃；所述第一热处理的时间为2～120min。优选的，所述第二热处理的温度为100～180℃；所述第二热处理的时间为2～60min。本专利技术还提供了一种皮芯复合光催化纤维，所述皮芯复合光催化纤维包含皮芯复合聚酯纤维和复合光催化剂，所述复合光催化剂部分裸露在皮芯复合聚酯纤维外表面，剩余部分包覆在皮芯复合聚酯纤维内部。本专利技术提供了一种皮芯复合光催化纤维及其制备方法，包括以下步骤：将皮芯复合聚酯纤维放入复合光催化剂溶液中，进行浸轧处理；对所述浸轧处理得到的纤维依次进行第一热处理和第二热处理，得到皮芯复合光催化纤维。本专利技术以皮芯复合聚酯纤维和复合光催化剂作为纤维原料，通过所述浸轧处理可以使得复合光催化剂牢固的附着在皮芯复合聚酯纤维上；然后再经过所述第一热处理和所述第二热处理可以使得皮层聚酯具有一定的黏度，对复合光催化剂具有更好的粘结作用，使纤维具有优异的光催化活性。实验结果表明，本专利技术提供的皮芯复合光催化纤维对于磺胺嘧啶的降解速率很高，在5小时左右能够降解完所有的磺胺嘧啶；对于磺胺嘧啶的降解活性在循环20次之后几乎没有任何改变，具有优异的催化稳定性能。附图说明图1为本专利技术实施例1得到的皮芯复合光催化纤维对磺胺嘧啶的光催化降解活性图；图2为本专利技术实施例1得到的皮芯复合光催化纤维对磺胺嘧啶的光催化降解循环性能图。具体实施方式本专利技术提供了一种皮芯复合光催化纤维的制备方法，包括以下步骤：将皮芯复合聚酯纤维放入复合光催化剂溶液中，进行浸轧处理；对所述浸轧处理得到的纤维依次进行第一热处理和第二热处理，得到皮芯复合光催化纤维。本专利技术将皮芯复合聚酯纤维溶于复合光催化剂溶液中，进行浸轧处理。在本专利技术中，所述皮芯复合聚酯纤维包括芯层聚酯和皮层聚酯；所述皮芯复合聚酯纤维的芯层聚酯的熔点优选为250～270℃，更优选为255～265℃，最优选为258～263℃；所述皮层聚酯的熔点优选为90～180℃，更优选为100～160℃，最优选为120～140℃。在本专利技术中，所述芯层聚酯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和聚乙交酯中的一种或几种物质的混合物，或几种物质的共聚物；具体的可以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和聚乙交酯中的一种、两种、三种、四种或五种物质的混合物，或者两种、三种、四种或五种物质的聚合物；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聚合物或者聚萘二甲酸乙二醇酯和聚乙交酯的聚合物。在本专利技术中，所述皮层聚酯优选为低熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸和聚酯弹性体中的一种或几种物质的混合物，或几种物质的共聚物；具体的可以为低熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸和聚酯弹性体中的一种、两种或三种的混合物，或者两种或三种的聚合物；更具体的如聚丁二酸丁二醇酯和聚乳酸的聚合物或者聚乳酸和聚酯弹性体的聚合物，再或者聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸和聚酯弹性体三者的聚合物。在本专利技术中，所述皮芯复合聚酯纤维中皮层聚酯的质量含量优选为20～80％，更优选为30～70％，最优选为40～60％。在本专利技术中，所述皮芯复合聚酯纤维的直径优选为0.1～5000μm，更优选为0.2～500μm，最优选为0.4～100μm。本专利技术对所述芯层聚酯和皮层聚酯的来源没有特殊要求，具体的可以为具体选择的芯层聚酯和皮层聚酯的市售产品。在本专利技术中，所述复合光催化剂优选包含0～5质量份的金属酞菁，更优选为1～4质量份，最优选为2～3质量份；所述复合光催化剂优选包含55～95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5～40质量份的石墨相氮化碳，更优选为10～30质量份，最优选为15～25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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种皮芯复合光催化纤维的制备方法，包括以下步骤：将皮芯复合聚酯纤维放入复合光催化剂溶液中，进行浸轧处理；对所述浸轧处理得到的纤维依次进行第一热处理和第二热处理，得到皮芯复合光催化纤维。

【技术特征摘要】
1.一种皮芯复合光催化纤维的制备方法，包括以下步骤：将皮芯复合聚酯纤维放入复合光催化剂溶液中，进行浸轧处理；对所述浸轧处理得到的纤维依次进行第一热处理和第二热处理，得到皮芯复合光催化纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述皮芯复合聚酯纤维包括芯层聚酯和皮层聚酯；所述芯层聚酯的熔点为250～270℃；所述皮层聚酯的熔点为90～180℃。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述皮芯复合聚酯纤维中皮层聚酯的质量含量为20～80％。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述皮芯复合聚酯纤维的直径为0.1～5000μm。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合光催化剂包含0～5质量份的金属酞菁、55～95质量份的二氧化钛和5～40质量份的石墨相氮化碳。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕汪洋，王希袆，李楠，徐铁凤，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