一种二氧化铈-石墨相氮化碳光触媒纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二氧化铈‑石墨相氮化碳光触媒纤维的制备方法，包括制备CeO

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化铈-石墨相氮化碳光触媒纤维的制备方法
本专利技术属于纺织工程
，涉及一种二氧化铈-石墨相氮化碳光触媒纤维的制备方法。
技术介绍
随着全球科技的飞速发展和社会的极速进步，人类依靠对地球能源的开采和资源的利用，为人类社会创造了无与伦比的经济财富。科技为人类带来财富的同时，随着社会对能源需求量的日益增大，接踵而来的就是日益严重的环境污染和能源危机。环境污染和能源危机已经成为全世界迫切解决的重要难题，因此身为高效快捷经济环保的处理方法，半导体光催化技术应运而生。相较于通常的治理方法，该技术具有材料来源丰富，制备工艺简单，对环境无二次污染等优点，使其在治理污水，开发新能源领域迅速成为研究热门。作为现代新型高效可见光响应的光催化材料，g-C3N4以其极为优异的价带(VB)和导带(CB)位置，能在可见光下被激发进行光催化产氢，制备工艺简单绿色，物化性质稳固，前驱体来源广泛，无二次污染等独特优点成为光催化领域的明星材料。但同样，g-C3N4自身具有的材料比表面积小，光生载流子快速复合，量子效率低，可见光利用率低，难以回收等缺陷，也严重影响了它在光催化领域的研究前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种二氧化铈-石墨相氮化碳光触媒纤维的制备方法，制备的二氧化铈-石墨相氮化碳光触媒纤维具有较大的比表面积和可见光利用率，而且便于回收利用。本专利技术所采用的技术方案是，一种二氧化铈-石墨相氮化碳光触媒纤维的制备方法，包括以下步骤：步骤1，制备CeO2纳米颗粒；步骤2，将脲试剂与CeO2纳米颗粒搅拌均匀后碾磨成粉末，将粉末加热至450～650℃进行煅烧处理，待冷却至室温后研磨至粉末状，即得到二氧化铈-石墨相氮化碳；步骤3，将质量比为0.1～10:0.01～1的聚对苯二甲酸乙二醇酯和二氧化铈-石墨相氮化碳一起加入六氟异丙醇中，超声分散后，制的光触媒乳浊液；步骤4，采用光触媒乳浊液进行静电纺丝，将产物投入NaOH与CTAB形成的水溶液中进行水浴加热，再用去离子水和无水乙醇对水浴加热后产物进行洗涤，最后烘干，即制的二氧化铈-石墨相氮化碳光触媒纤维。本专利技术的技术特征还在于，步骤1的具体过程如下：步骤1.1，配置浓度为0.1g/mL～0.3g/mL的NaOH溶液；步骤1.2，取Ce(NO3)3·6H2O加入到步骤1.1制备的NaOH溶液中搅拌1h～5h，然后将所述溶液放入烘箱内烘干，最后取出研磨成粉末；步骤1.3，用去离子水和酒精将步骤1.2制备的粉末清洗至中性，再将清洗后的粉末在50～70℃下烘干；步骤1.4，将烘干后的粉末置于氧化铝坩埚中，再放置于马弗炉中升温至500℃～600℃煅烧处理，冷却至室温，取出研磨成纳米级颗粒，即得CeO2纳米颗粒。步骤1.2中，Ce(NO3)3·6H2O与NaOH溶液中NaOH固体的质量比为1.74：12。步骤1.2中，将所述溶液放入烘箱内烘干，烘干温度为110～130℃，烘干时间为2h～30h。步骤1.4中，煅烧处理时的升温速率为3℃/min～6℃/min，煅烧处理时间为1.5h～2.5h。步骤2中，脲试剂与CeO2纳米颗粒的质量比为30:0004～0.036。步骤2中，煅烧处理时的升温速率为3℃/min～6℃/min，煅烧处理的时间为1.5h～2.5h。步骤3中，光触媒乳浊液中聚对苯二甲酸乙二醇酯与六氟异丙醇的固液比为0.5～50g：3～300mL。步骤4中，静电纺丝参数为：电压10～15kV，纺丝速度0.1～2mL/h，接收距离10～50cm。步骤4中，将产物投入NaOH与CTAB形成的水溶液中进行水浴加热，水溶液中NaOH浓度为0.4～40g/L，CTAB浓度为0.04～4g/L，水浴温度为60℃～70℃，水浴时间为0.5～5小时。本专利技术的有益效果是，通过CeO2纳米颗粒与脲试剂结合生成氧化铈-石墨相氮化碳异质结光触媒，提高了复合物体系的光生载流子的迁移和分离效率，降低了光生电子空穴对的快速复合，进而提高了体相g-C3N4的量子效率和其可见光利用率，克服了纯体相g-C3N4自身存在的缺陷，生成的氧化铈-石墨相氮化碳异质结光触媒纤维具有较大的比表面积和量子效率，而且易于回收。附图说明图1是二氧化铈纳米管(CeNT)的低倍透射电子显微镜图；图2是二氧化铈纳米管(CeNT)的高倍透射电子显微镜图；图3是本专利技术实施例1中制备的二氧化铈-石墨相氮化碳的低倍透射电子显微镜图；图4是本专利技术实施例1中制备的二氧化铈-石墨相氮化碳的高倍透射电子显微镜图；图5是本专利技术实施例1-5中制备的二氧化铈-石墨相氮化碳在可见光照射下对玫瑰红B的降解活性图；图6是本专利技术实施例1-5中制备的二氧化铈-石墨相氮化碳在可见光照射下降解玫瑰红B的一级动力学拟合图；图7是本专利技术实施例1-5中制备的二氧化铈-石墨相氮化碳在可见光照射下对玫瑰红B的降解速率示意图。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。本专利技术一种二氧化铈-石墨相氮化碳光触媒纤维的制备方法，包括以下步骤：步骤1，制备CeO2纳米颗粒步骤1.1，配置浓度为0.1g/mL～0.3g/mL的NaOH溶液；步骤1.2，取Ce(NO3)3·6H2O加入到步骤1.1制备的NaOH溶液中搅拌0.5h～5h，Ce(NO3)3·6H2O与NaOH溶液中NaOH的质量比为1.74：12，然后将溶液放入烘箱内烘干，烘干温度为110～130℃，烘干时间为2h～30h，最后取出研磨成粉末；步骤1.3，用去离子水和酒精将步骤1.2制备的粉末清洗至中性，再将清洗后的粉末在50～70℃下烘干；步骤1.4，将烘干后的粉末置于氧化铝坩埚中，再放置于马弗炉中以3℃/min～6℃/min的升温速率从室温升温至500℃～600℃煅烧1.5h～2.5h，然后冷却至室温，取出研磨成纳米级颗粒，即得CeO2纳米颗粒。步骤2，将质量比为30:0004～0.036的脲试剂与CeO2纳米颗粒搅拌均匀后碾磨成粉末，将粉末以3℃/min～6℃/min的升温速率加热至450～650℃进行煅烧1.5h～2.5h，待冷却至室温后研磨至粉末状，即得到二氧化铈-石墨相氮化碳；步骤3，将质量比为0.1～10:0.01～1的聚对苯二甲酸乙二醇酯和二氧化铈-石墨相氮化碳一起加入六氟异丙醇中，超声分散后，制的光触媒乳浊液；光触媒乳浊液中聚对苯二甲酸乙二醇酯与六氟异丙醇的固液比为0.5～50g：3～300mL。步骤4，采用光触媒乳浊液进行静电纺丝，静电纺丝参数为：电压10～15kV，纺丝速度0.1～2mL/h，接收距离10～50cm；然后将静电纺丝产物投入NaOH与CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)形成的水溶液中进行水浴加热，水溶液中NaOH浓度为0.4～40g/L，CTAB浓度为0.04～4g/L，水浴温度为60℃～70本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化铈-石墨相氮化碳光触媒纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，制备CeO

【技术特征摘要】
1.一种二氧化铈-石墨相氮化碳光触媒纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，制备CeO2纳米颗粒；
步骤2，将脲试剂与CeO2纳米颗粒搅拌均匀后碾磨成粉末，将粉末加热至450～650℃进行煅烧处理，待冷却至室温后研磨至粉末状，即得到二氧化铈-石墨相氮化碳；
步骤3，将质量比为0.1～10:0.01～1的聚对苯二甲酸乙二醇酯和二氧化铈-石墨相氮化碳一起加入六氟异丙醇中，超声分散后，制的光触媒乳浊液；
步骤4，采用光触媒乳浊液进行静电纺丝，将产物投入NaOH与CTAB形成的水溶液中进行水浴加热，再用去离子水和无水乙醇对水浴加热后产物进行洗涤，最后烘干，即制的二氧化铈-石墨相氮化碳光触媒纤维。


2.根据权利要求1所述的一种二氧化铈-石墨相氮化碳光触媒纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程如下：
步骤1.1，配置浓度为0.1g/mL～0.3g/mL的NaOH溶液；
步骤1.2，取Ce(NO3)3·6H2O加入到步骤1.1制备的NaOH溶液中搅拌1h～5h，然后将所述溶液放入烘箱内烘干，最后取出研磨成粉末；
步骤1.3，用去离子水和酒精将步骤1.2制备的粉末清洗至中性，再将清洗后的粉末在50～70℃下烘干；
步骤1.4，将烘干后的粉末置于氧化铝坩埚中，再放置于马弗炉中升温至500℃～600℃煅烧处理，冷却至室温，取出研磨成纳米级颗粒，即得CeO2纳米颗粒。


3.根据权利要求2所述的一种二氧化铈-石墨相氮化碳光触媒纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1.2中，Ce(NO3)3·6H2O与NaOH溶液中NaOH固体的质量比为1.74：12。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢定泽，曾宜梅，吴琼，张勃宇，张育豪，潘玖存，秦成，汪昊，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61