本发明专利技术公开了一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料，按重量百分比，由以下组分组成：20％～25％的TiO2，5％～10％的CdZnS，余量为玻璃纤维，上述组分重量百分比之和为100％。该复合材料对有机染料具有较强的光催化降解能力。本发明专利技术还公开了其制备方法：步骤1，将玻璃纤维在一定温度下浸入到HCl溶液中进行预处理；步骤2，将甲醇和乙酸混合，将尿素、聚乙二醇及丁基钛酸酯依次加入，连续搅拌以形成溶胶；然后将经预处理过的玻璃纤维浸入到溶胶中处理；步骤3，将步骤2得到的玻璃纤维复合TiO2材料加入含有乙酸锌、乙酸镉及硫脲的水溶液中，转入反应釜中加热得玻璃纤维复合材料，然后，洗涤干净，干燥，即得。
A Glass Fiber Titanium Dioxide/CdZnS Composite and Its Preparation Method
【技术实现步骤摘要】
一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料及制备方法
本专利技术涉及复合材料制备
，具体涉及一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料，本专利技术还涉及一种该复合材料的制备方法。
技术介绍
二氧化钛(TiO2)作为最常用的光催化剂之一，由于其高催化反应性，化学稳定性和低成本而得到了广泛的研究。然而，TiO2很大限制源于其对太阳光的低利用率，只能利用2-3％的太阳光，同时，纳米级的TiO2在使用过程中难以回收，一方面使用成本提高，另一方面也会造成对环境的污染。因而，尽管纳米TiO2具有优良的光催化降解有机污染物的能力，但其在实际中使用受到很大的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料，该复合材料对可见光吸收范围扩大，对有机染料具有较强的光催化降解能力。本专利技术的另一个目的是提供一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料的制备方法，该方法实施过程简单、复合效果好。本专利技术所采用的技术方案是，一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料，按重量百分比，由以下组分组成：20％～25％的TiO2，5％～10％的CdZnS，余量为玻璃纤维，上述组分重量百分比之和为100％。本专利技术所采用的另一个技术方案是，一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将玻璃纤维在一定温度下浸入到HCl溶液中进行预处理，然后用去离子水洗涤干净后烘干；步骤2，将甲醇和乙酸混合，得到混合溶液A；将尿素、聚乙二醇及丁基钛酸酯依次加入到混合溶液A中得混合溶液B，将混合溶液B连续搅拌以形成溶胶；然后将经步骤1预处理过的玻璃纤维浸入到溶胶中处理一定时间后取出，将处理后的玻璃纤维烘干；最后，在一定温度下煅烧，得到玻璃纤维复合TiO2材料；步骤3，将步骤2得到的玻璃纤维复合TiO2材料加入含有乙酸锌、乙酸镉及硫脲的水溶液中得混合物C，将混合物C转入反应釜中加热得玻璃纤维复合材料，然后，将玻璃纤维复合材料用去离子水洗涤干净，干燥，得到玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料。本专利技术的特点还在于，步骤1中预处理温度为75-85℃，HCl溶液的pH为1-2，预处理时间为0.5-2小时。步骤2中，混合溶液A中甲醇和乙酸的体积比为5-7:1；每1L的混合溶液A中需要加入的尿素的重量为35-55g，需要加入的聚乙二醇的重量为36-56g，需要加入的丁基钛酸酯的量为250-350mL。步骤2中，混合溶液B连续搅拌的时间为20-40分钟；经步骤1预处理过的玻璃纤维浸入溶胶中的时间为0.5-2分钟；烘干温度为30-50℃，烘干时间为8-12小时；煅烧温度为450-550℃，煅烧时间为5-7小时。步骤3中，混合物C中乙酸锌的浓度为0.06-0.09mol/L，乙酸镉的浓度为0.06-0.09mol/L，硫脲的浓度为0.15-0.30mol/L；每1L的混合物C中含有玻璃纤维复合TiO2材料的重量为300-400g。步骤3中，反应釜的加热温度为150-170℃、加热时间为7-9小时；玻璃纤维复合材料干燥温度为70-90℃，干燥时间4-5小时。本专利技术的有益效果是，本专利技术一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料中TiO2具有连续花瓣片状结构均匀的负载在玻璃纤维的表面，CdZnS晶粒镶嵌其中形成异质结复合材料，该复合材料对可见光吸收范围扩大，对有机染料具有较强的光催化降解能力，容易回收，多次使用仍具有较强的光催化活性；玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料的制备方法，结合溶胶凝胶法与水热法将TiO2、CdZnS与玻璃纤维复合，方法简单，复合效果好。附图说明图1是本专利技术一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料的扫描电镜照片；图2是本专利技术玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料(TiO2/CdZnS/GF)及未复合的玻璃纤维(TiO2/GF)的紫外-可见漫反射光谱图；图3是本专利技术玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料(TiO2/CdZnS/GF)、玻璃纤维TiO2复合材料(TiO2/GF)、玻璃纤维CdZnS复合材料(CdZnS/GF)及未复合玻璃纤维(GF)对有机染料的光催化降解图；图4是本专利技术玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料重复使用5次的光催化降解效果图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供了一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料，按重量百分比，由以下组分组成：20％～25％的TiO2，5％～10％的CdZnS，余量为玻璃纤维，上述组分重量百分比之和为100％。本专利技术还提供了上述一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将玻璃纤维在一定温度下浸入到HCl溶液中进行预处理，然后用去离子水洗涤干净后烘干；步骤1中预处理温度为75-85℃，HCl溶液的pH为1-2，预处理时间为0.5-2小时；步骤2，将甲醇和乙酸混合，得到混合溶液A；将尿素、聚乙二醇及丁基钛酸酯依次加入到混合溶液A中得混合溶液B，将混合溶液B连续搅拌以形成溶胶；然后将经步骤1预处理过的玻璃纤维浸入到溶胶中处理一定时间后取出，将处理后的玻璃纤维烘干；最后，在一定温度下煅烧，得到玻璃纤维复合TiO2材料；步骤2中，混合溶液A中甲醇和乙酸的体积比为5-7:1；每1L的混合溶液A中需要加入的尿素的重量为35-55g，需要加入的聚乙二醇的重量为36-56g，需要加入的丁基钛酸酯的量为250-350mL；步骤2中，混合溶液B连续搅拌的时间为20-40分钟；经步骤1预处理过的玻璃纤维浸入溶胶中的时间为0.5-2分钟；烘干温度为30-50℃，烘干时间为8-12小时；煅烧温度为450-550℃，煅烧时间为5-7小时；步骤3，将步骤2得到的玻璃纤维复合TiO2材料加入含有乙酸锌、乙酸镉及硫脲的水溶液中得混合物C，将混合物C转入反应釜中加热得玻璃纤维复合材料，然后，将玻璃纤维复合材料用去离子水洗涤干净，干燥，得到玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料；步骤3中，混合物C中乙酸锌的浓度为0.06-0.09mol/L，乙酸镉的浓度为0.06-0.09mol/L，硫脲的浓度为0.15-0.30mol/L；每1L的混合物C中含有玻璃纤维复合TiO2材料的重量为300-400g；步骤3中，反应釜的加热温度为150-170℃、加热时间为7-9小时；玻璃纤维复合材料干燥温度为70-90℃，干燥时间4-5小时。图1是复合有TiO2/CdZnS的玻璃纤维的扫描电镜照片，从图中可以看出TiO2呈花瓣片状结构均匀的负载在玻璃纤维的表面，CdZnS晶粒镶嵌其中形成异质结构。图2是本专利技术玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料及未复合的玻璃纤维的紫外-可见漫反射光谱图，由图2可看出，本专利技术玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料在紫外可见光区的吸收明显优于未复合的玻璃纤维。图3是本专利技术玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料(TiO2/CdZnS/GF)、玻璃纤维TiO2复合材料(TiO2/GF)、玻璃纤维CdZnS复合材料(CdZnS/GF)及未复合的玻璃纤维(GF)对亚甲基蓝溶液的光催化降解图，从图中可以看出，吸附平衡60min后，本专利技术玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料对亚甲基蓝的吸附量最大。在500W氙灯照射下，与玻璃纤维TiO2复合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料，其特征在于，按重量百分比，由以下组分组成：20％～25％的TiO2，5％～10％的CdZnS，余量为玻璃纤维，上述组分重量百分比之和为100％。
【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料，其特征在于，按重量百分比，由以下组分组成：20％～25％的TiO2，5％～10％的CdZnS，余量为玻璃纤维，上述组分重量百分比之和为100％。2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将玻璃纤维在一定温度下浸入到HCl溶液中进行预处理，然后用去离子水洗涤干净后烘干；步骤2，将甲醇和乙酸混合，得到混合溶液A；将尿素、聚乙二醇及丁基钛酸酯依次加入到混合溶液A中得混合溶液B，将混合溶液B连续搅拌以形成溶胶；然后将经步骤1预处理过的玻璃纤维浸入到溶胶中处理一定时间后取出，将处理后的玻璃纤维烘干；最后，在一定温度下煅烧，得到玻璃纤维复合TiO2材料；步骤3，将步骤2得到的玻璃纤维复合TiO2材料加入含有乙酸锌、乙酸镉及硫脲的水溶液中得混合物C，将混合物C转入反应釜中加热得玻璃纤维复合材料，然后，将玻璃纤维复合材料用去离子水洗涤干净，干燥，得到玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料。3.根据权利要求2所述的一种玻璃纤维TiO2/CdZnS复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中预处理温度为75-85℃，HCl溶液的pH为1-2，预处理时间为0.5-2小时。4.根据权利要求2...
【专利技术属性】
技术研发人员：常薇，张毛进，黄肖帧，刘斌，杜燕萍，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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