【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及淀粉基微塑料，具体涉及一种可光催化降解淀粉基微塑料及其制备方法。
技术介绍
1、微塑料作为一种新型材料，具有小型化、高效化和多功能化的特点，被广泛应用于医学、环保、汽车、电子、航空航天等领域，为人们的生活带来更多的便利。但是这些微塑料被排放到环境中，对环境会造成严重的污染。虽然微塑料能在自然界中降解，但是这个降解过程是十分缓慢的，因此，需要对其进行处理，使其能快速降解，进而降低对环境的危害。在众多可降解塑料中，淀粉基塑料具有来源广泛、无毒无害、与其他材料相容性好等优点，但是淀粉基塑料的性能存在力学性能差、耐热性差等缺点，将其与其他树脂材料共混，能够提高塑料的综合性能。共混后的材料在降解时，一般仅基于淀粉基采用生物降解的方式进行，但是加入pvc树脂、聚氨酯等材料后，生物降解的方式就具有一定的局限性。因此，针对这类材料可以采用光催化降解的方式来提高塑料的可降解能力。
2、而tio2作为光催化降解塑料中常用材料之一，具有优异的化学稳定性、热稳定性、超亲水性等，但依旧存在很多缺点，限制了tio2光催化剂的试剂应用，例如：1)tio2的光响应范围窄、禁带宽，只能吸收紫外光，但地球表面的紫外光线不到5％；2)光生电子-空穴对的复合率很高，大大降低了催化效率。因此，研究者们在使用tio2作为光催化剂时需要对其进行改性，以开发出一种高效的可光催化降解淀粉基微塑料来满足人们的需求。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种可光催化降解淀粉基微塑料及其制备方
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种可光催化降解淀粉基微塑料，包括以下重量份数的原料：改性淀粉40-50份，pvc树脂8-12份，硅烷偶联剂0.1-0.3份，碳酸钙3-5份，光催化剂0.5-2份，增塑剂0.5-1份，润滑剂0.3-0.8份；
4、所述光催化剂为ce/tio2@siqds-g-c3n4；
5、具体地，ce/tio2@siqds-g-c3n4由以下步骤制备：
6、步骤a1：将钛酸四丁酯加入含有无水乙醇的烧杯中混合搅拌30min，记为混合液1，将去离子水、冰醋酸和无水乙醇在烧杯中搅拌混合均匀，再加入peg-400和硝酸铈混合搅拌30min，记为混合液2，用滴液漏斗将混合液2缓慢滴入混合液1中，持续搅拌1-2h，然后静置陈化48h后，将混合物在80℃下恒温干燥6h后，研磨，并置于550℃的马弗炉中焙烧2h，即得ce/tio2；
7、步骤a1中以硝酸铈为ce源，利用溶胶-凝胶法制备ce掺杂的tio2，提高了tio2的光催化性能，这是由于ce离子的半径0.102nm，远大于ti4+，固ce离子不能进入tio2基体中，稀土离子是强的路易斯酸易于tio2表面的非桥氧离子结合形成稀土氧化物，而ti4+会取代稀土氧化物中的ce离子，被还原成的ti3+和氧缺陷有利于光生电子-空穴对的分离，进而增大光催化性能；
8、进一步地，混合液1中钛酸四丁酯和无水乙醇的用量比为5-10ml：10-20ml；混合液2中去离子水、冰醋酸、无水乙醇、peg-400和硝酸铈的用量比为3.4-6.8ml：5-10ml：5-10ml：1-2ml：0.005-0.015g。
9、步骤a2：将抗坏血酸加入去离子水中搅拌混合均匀后，向混合液中通入氮气20min，再加入ce/tio2和3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液继续搅拌20min后，转移至高压釜中，并置于170-200℃烘箱中反应24h，待反应结束后，冷却至室温，透析2天，离心、洗涤至中性，在60℃下干燥12h，即得ce/tio2@siqds；
10、步骤a2中利用抗坏血酸作为还原剂，在ce/tio2表面原位生成硅量子点实现硅量子点包覆ce/tio2，减小了复合材料的带隙宽度，有利于光生电子-空穴对的产生，而这些光生空穴具有足够的正电位能够与吸附在硅量子点表面的水分子和羟基生成·oh自由基，而·oh自由基能进攻基体中的pvc分子链和淀粉分子链产生以碳原子为中心的自由基短链分子，这些短链分子经光照射后，能被降解转化成co2和h2o；
11、进一步地，抗坏血酸、去离子水、ce/tio2和3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液的用量比为0.8-1.2g：16-24ml：0.5-1.5g：50ml，3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液是由3-氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水以10-16ml：34-40ml的用量比混合搅拌而成。
12、步骤a3：将ce/tio2@siqds分散在去离子水中搅拌混合均匀，加入十八烷基三甲基溴化铵，并升温至60-70℃，搅拌反应3-5h，待反应结束后，抽滤、干燥，即得前处理ce/tio2@siqds；
13、进一步地，ce/tio2@siqds、去离子水和十八烷基三甲基溴化铵的用量比为2-4g：20ml：0.03-0.05g。
14、步骤a4：将尿素和二氰二胺以7：3的质量比加入球磨机中，并以400rpm的转速球磨1-2h，再将5g球磨后的粉末研磨并放入陶瓷坩埚中，在550℃下加热4h后，将产物研磨成粉，再转移至马弗炉中加热至520℃，并保温2h，收集g-c3n4，将g-c3n4分散在去离子水中搅拌混合均匀后，再加入前处理ce/tio2@siqds搅拌混合得到悬浊液，将悬浊液超声处理30min后，再以500rpm的转速搅拌2-3h，待反应结束后，过滤、干燥，最后将产物在500℃下加热2h，即得ce/tio2@siqds-g-c3n4；
15、步骤a4中采用热氧化蚀刻方法对大块的g-c3n4进行剥离，得到单层或少层带负电的g-c3n4纳米片，然后利用静电吸附将其与前处理ce/tio2@siqds紧密结合，制得ce/tio2@siqds-g-c3n4(光催化剂)，在光催化过程中导带上的电子能迅速转移到g-c3n4上，与氧气反应形成超氧自由基(·o2-)，·o2-也能进攻基体中的pvc分子链产生以碳原子为中心的自由基短链分子，提高了对pvc分子的光催化降解能力；此外，g-c3n4作为电子受体，还能有效降低tio2中光生电子-空穴对的复合速率，进而增强光催化剂的催化降解能力。
16、进一步地，g-c3n4、去离子水和前处理ce/tio2@siqds的用量比为1-2g：20ml：1.2-2.2g。
17、所述改性淀粉由以下步骤制备：
18、步骤b1：将聚碳酸酯二元醇(mn＝2000)、异佛尔酮二异氰酸酯和n,n-二甲基甲酰胺加入反应器中搅拌混合均匀后，再加入2/3的二月桂酸二丁基锡，在氮气、75℃条件下，搅拌反应1-2h，再加入双-(4-羟基苯甲酰基)-胺和剩余1/3的二月桂酸二丁基锡搅拌反应30min，再置于80℃下减压旋转2h，即得端-nco聚氨酯预聚体；
19、进一步地，聚碳酸酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、n,n-二甲基甲酰胺、二月桂酸二丁基锡和双-(4-羟基苯甲酰基)-胺的用量比为0.2-0.6g：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可光催化降解淀粉基微塑料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：改性淀粉40-50份，PVC树脂8-12份，硅烷偶联剂0.1-0.3份，碳酸钙3-5份，光催化剂0.5-2份，增塑剂0.5-1份，润滑剂0.3-0.8份；
2.根据权利要求1所述的一种可光催化降解淀粉基微塑料，其特征在于，步骤A1中混合液1中钛酸四丁酯和无水乙醇的用量比为5-10mL：10-20mL；混合液2中去离子水、冰醋酸、无水乙醇、PEG-400和硝酸铈的用量比为3.4-6.8mL：5-10mL：5-10mL：1-2mL：0.005-0.015g。
3.根据权利要求1所述的一种可光催化降解淀粉基微塑料，其特征在于，步骤A2中抗坏血酸、去离子水、Ce/TiO2和3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液的用量比为0.8-1.2g：16-24mL：0.5-1.5g：50mL，3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液是由3-氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水以10-16mL：34-40mL的用量比混合搅拌而成。
4.根据权利要求1所述的一种可光催化降解淀粉基微塑料，其特征在于，步骤A3中Ce/TiO2@Si
5.根据权利要求1所述的一种可光催化降解淀粉基微塑料，其特征在于，步骤A4中g-C3N4、去离子水和前处理Ce/TiO2@SiQDs的用量比为1-2g：20mL：1.2-2.2g。
6.根据权利要求1所述的一种可光催化降解淀粉基微塑料，其特征在于，所述改性淀粉由以下步骤制备：
7.根据权利要求6所述的一种可光催化降解淀粉基微塑料，其特征在于，步骤B1中聚碳酸酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、N,N-二甲基甲酰胺、二月桂酸二丁基锡和双-(4-羟基苯甲酰基)-胺的用量比为0.2-0.6g：0.02-0.03g：10mL：0.01-0.03mL：0.03-0.05g。
8.根据权利要求6所述的一种可光催化降解淀粉基微塑料，其特征在于，步骤B2中淀粉和端-NCO聚氨酯预聚体的用量比为10-20g：8-12g。
9.根据权利要求1所述的一种可光催化降解淀粉基微塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种可光催化降解淀粉基微塑料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：改性淀粉40-50份，pvc树脂8-12份，硅烷偶联剂0.1-0.3份，碳酸钙3-5份，光催化剂0.5-2份，增塑剂0.5-1份，润滑剂0.3-0.8份；
2.根据权利要求1所述的一种可光催化降解淀粉基微塑料，其特征在于，步骤a1中混合液1中钛酸四丁酯和无水乙醇的用量比为5-10ml：10-20ml；混合液2中去离子水、冰醋酸、无水乙醇、peg-400和硝酸铈的用量比为3.4-6.8ml：5-10ml：5-10ml：1-2ml：0.005-0.015g。
3.根据权利要求1所述的一种可光催化降解淀粉基微塑料，其特征在于，步骤a2中抗坏血酸、去离子水、ce/tio2和3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液的用量比为0.8-1.2g：16-24ml：0.5-1.5g：50ml，3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液是由3-氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水以10-16ml：34-40ml的用量比混合搅拌而成。
4.根据权利要求1所述的一种可光催化降解淀粉基微塑料，其特征在于，步骤a3...
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