一种自清洁纤维的制备方法技术

一种自清洁纤维的制备方法，属于水净化材料领域，包括下述工艺步骤：将去离子水、偏钒酸钠、乙二胺四乙酸二钠混合，用盐酸调节溶液pH，再加入去离子水、五水合硝酸铋、硝酸钕和碳酸氢钠的混合溶液，制得活性前驱体溶液；将活性前驱体溶液和硅酸铝纤维经水热反应，干燥和煅烧，得到自清洁纤维。自清洁纤维由表面涂覆钒酸铋钕的硅酸铝纤维组成，耐高温、柔韧、强度高，可飘浮在水中，能在光照条件下降解水中有机污染物。

A preparation method of self-cleaning fibers

The preparation method of a self-cleaning fiber belongs to the field of water purification materials, which includes the following technological steps: mixing deionized water, sodium metavanadate and disodium ethylenediaminetetraacetate, adjusting the solution pH with hydrochloric acid, adding deionized water, bismuth nitrate pentahydrate, neodymium nitrate and sodium bicarbonate to prepare active precursor solution; and preparing active precursor solution and aluminium silicate fiber. Self-cleaning fibers were obtained by hydrothermal reaction, drying and calcination. Self-cleaning fibers consist of aluminium silicate fibers coated with bismuth and neodymium vanadate. They have high temperature resistance, flexibility and strength. They can float in water and degrade organic pollutants in water under light conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种自清洁纤维的制备方法
本专利技术属于水净化材料领域，具体涉及一种自清洁纤维的制备方法。
技术介绍
水污染的加剧使人们意识到环境污染的巨大危害，在工业和民用污水中含有种类多样的有机污染物，其中很多污染物具有明显的毒性和在生命体内富集的效应。常规的水污染处理技术主要是生化法，通过微生物的作用净化水中的有机物。然而，生化法中使用的微生物容易受到有毒有害的有机污染物的抑制，并不适用于高浓度和有毒性的污水净化。处理此类污染通常采用深度氧化法，通过氧化作用使有机物氧化成二氧化碳和水。光催化净化技术就是一种受到广泛关注的深度氧化技术。在光催化降解有机污染物的过程中，光催化材料是最重要的决定因素。同时，为了适应各种实际污水处理过程的特殊要求，对光催化材料的形状和特性往往有一定限制。比如，要使光催化材料与污水充分接触，要尽量采用固定化的材料以减少与污水分离的难度。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术旨在提供一种自清洁纤维的制备方法，可以用于净化污水中的有机污染物。一种自清洁纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤。步骤1：合成活性前驱体溶液。(1)在300mL去离子水中加入12~15g偏钒酸钠、2~3g乙二胺四乙酸二钠，搅拌溶解，再滴加1mol/L盐酸溶液，至溶液pH值为5，形成溶液A。(2)在200mL去离子水中加入6~8g五水合硝酸铋、3~6g硝酸钕和2.5~3g碳酸氢钠，搅拌溶解，形成溶液B。(3)将溶液A和溶液B混合并搅拌均匀，制得活性前驱体溶液。步骤2：纤维覆膜。(1)将活性前驱体溶液移入不锈钢水热反应釜，并将2g硅酸铝纤维浸入溶液中，密闭反应釜，在200~220℃反应50h，冷却，取出纤维状物。(2)将纤维状物用去离子水冲洗，在120℃干燥10h，然后在810~860℃煅烧3h，冷却至室温，得到自清洁纤维。所述硅酸铝纤维长50mm，直径3μm，密度0.28g/cm3，耐火度1300℃。本专利技术制备的自清洁纤维的主要技术特征如下：自清洁纤维由表面涂覆钒酸铋钕的硅酸铝纤维组成，钒酸铋钕涂层厚度0.5~0.8μm。一种自清洁纤维的制备方法，与现有技术相比，优点在于。本专利技术在硅酸铝纤维表面经纤维覆膜过程，涂覆了薄层钒酸铋钕活性层，不仅保留了硅酸铝纤维耐高温、柔韧、强度高的特点，而且具备在光照条件下降解水中有机污染物的活性。自清洁纤维可飘浮在水中，可以与污水充分接触，并且可以固定使用，避免了处理后的分离过程。具体实施方式实施例1。一种自清洁纤维的制备方法，主要包括以下步骤。步骤1：合成活性前驱体溶液。(1)在300mL去离子水中加入12g偏钒酸钠、2g乙二胺四乙酸二钠，搅拌溶解，再滴加1mol/L盐酸溶液，至溶液pH值为5，形成溶液A。(2)在200mL去离子水中加入6g五水合硝酸铋、3g硝酸钕和2.5g碳酸氢钠，搅拌溶解，形成溶液B。(3)将溶液A和溶液B混合并搅拌均匀，制得活性前驱体溶液。步骤2：纤维覆膜。(1)将活性前驱体溶液移入不锈钢水热反应釜，并将2g硅酸铝纤维浸入溶液中，密闭反应釜，在200℃反应50h，冷却，取出纤维状物。(2)将纤维状物用去离子水冲洗，在120℃干燥10h，然后在810℃煅烧3h，冷却至室温，得到自清洁纤维。制备的自清洁纤维由表面涂覆钒酸铋钕的硅酸铝纤维组成，钒酸铋钕涂层厚度0.5μm。性能检测。在1000mL烧杯中加入500mL浓度为20mg/L的皂黄溶液，再加入1g通过实施例1制备的自清洁纤维，在暗处放置2h，测定皂黄溶液浓度；然后将溶液置于150W卤钨灯下照射，每隔1h测定皂黄溶液浓度。计算皂黄在自清洁纤维上的吸附率和光催化降解率。根据测量结果得知，经过2h避光吸附后，皂黄在自清洁纤维上的吸附率为3.7%。经卤钨灯照射，皂黄发生光催化降解反应；经过5h反应后，皂黄溶液光催化降解率达到100%。经相同检测步骤，皂黄在原料硅酸铝纤维上的吸附率为2.6%，经光照后未发生光催化降解。实施例2。一种自清洁纤维的制备方法，主要包括以下步骤。步骤1：合成活性前驱体溶液。(1)在300mL去离子水中加入13g偏钒酸钠、2.5g乙二胺四乙酸二钠，搅拌溶解，再滴加1mol/L盐酸溶液，至溶液pH值为5，形成溶液A。(2)在200mL去离子水中加入7g五水合硝酸铋、4g硝酸钕和2.7g碳酸氢钠，搅拌溶解，形成溶液B。(3)将溶液A和溶液B混合并搅拌均匀，制得活性前驱体溶液。步骤2：纤维覆膜。(1)将活性前驱体溶液移入不锈钢水热反应釜，并将2g硅酸铝纤维浸入溶液中，密闭反应釜，在210℃反应50h，冷却，取出纤维状物。(2)将纤维状物用去离子水冲洗，在120℃干燥10h，然后在830℃煅烧3h，冷却至室温，得到自清洁纤维。制备的自清洁纤维由表面涂覆钒酸铋钕的硅酸铝纤维组成，钒酸铋钕涂层厚度0.65μm。实施例3。一种自清洁纤维的制备方法，主要包括以下步骤。步骤1：合成活性前驱体溶液。(1)在300mL去离子水中加入15g偏钒酸钠、3g乙二胺四乙酸二钠，搅拌溶解，再滴加1mol/L盐酸溶液，至溶液pH值为5，形成溶液A。(2)在200mL去离子水中加入8g五水合硝酸铋、6g硝酸钕和3g碳酸氢钠，搅拌溶解，形成溶液B。(3)将溶液A和溶液B混合并搅拌均匀，制得活性前驱体溶液。步骤2：纤维覆膜。(1)将活性前驱体溶液移入不锈钢水热反应釜，并将2g硅酸铝纤维浸入溶液中，密闭反应釜，在220℃反应50h，冷却，取出纤维状物。(2)将纤维状物用去离子水冲洗，在120℃干燥10h，然后在860℃煅烧3h，冷却至室温，得到自清洁纤维。制备的自清洁纤维由表面涂覆钒酸铋钕的硅酸铝纤维组成，钒酸铋钕涂层厚度0.8μm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自清洁纤维的制备方法，其特征在于，该制备方法包括下述工艺步骤：步骤1：合成活性前驱体溶液(1) 在300mL去离子水中加入12~15g偏钒酸钠、2~3g乙二胺四乙酸二钠，搅拌溶解，再滴加1mol/L盐酸溶液，至溶液pH值为5，形成溶液A；(2) 在200mL去离子水中加入6~8g五水合硝酸铋、3~6g硝酸钕和2.5~3g碳酸氢钠，搅拌溶解，形成溶液B；(3) 将溶液A和溶液B混合并搅拌均匀，制得活性前驱体溶液；步骤2：纤维覆膜(1) 将活性前驱体溶液移入不锈钢水热反应釜，并将2g硅酸铝纤维浸入溶液中，密闭反应釜，在200~220℃反应50h，冷却，取出纤维状物；(2) 将纤维状物用去离子水冲洗，在120℃干燥10h，然后在810~860℃煅烧3h，冷却至室温，得到自清洁纤维。

【技术特征摘要】
1.一种自清洁纤维的制备方法，其特征在于，该制备方法包括下述工艺步骤：步骤1：合成活性前驱体溶液(1)在300mL去离子水中加入12~15g偏钒酸钠、2~3g乙二胺四乙酸二钠，搅拌溶解，再滴加1mol/L盐酸溶液，至溶液pH值为5，形成溶液A；(2)在200mL去离子水中加入6~8g五水合硝酸铋、3~6g硝酸钕和2.5~3g碳酸氢钠，搅拌溶解，形成溶液B；(3)将溶液A和溶液B混合并搅拌均匀，制得活性前驱体溶液；步骤2：纤维覆膜(1)将活性前驱体溶液移入不锈钢水热反应釜，并将2g...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文杰，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21