本发明专利技术提供一种玻璃纤维负载银-溴化银-氧化钛复合材料的制备方法，该方法以有机或无机钛化合物为钛源、玻璃纤维为载体，在酸性条件下通过水解法得到负载有球形二氧化钛（TiO2）纳米颗粒的螺纹状玻璃纤维复合材料，再将复合材料浸渍在含硝酸银的乙二醇溶液中，随后滴加含溴化钾的乙二醇溶液，生成AgBr-TiO2/玻璃纤维复合材料，最后将AgBr-TiO2/玻璃纤维复合材料中部分Ag+还原为金属Ag，即得到Ag-AgBr-TiO2/玻璃纤维复合光催化剂。本发明专利技术提供的方法通过两步法实现了将具有可见光催化活性的纳米材料均匀负载在螺纹状玻璃纤维表面，该方法具有操作简便、易于规模化等优点，所得Ag-AgBr-TiO2/玻璃纤维复合材料具有较高的可见光光催化性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境材料领域，具体涉及一种具有可见光光催化活性、可再生使用的螺纹状玻璃纤维负载Ag-AgBr-TiO2复合材料的制备方法。
技术介绍
环境污染物治理是目前人类最关心的一大问题，发展新型实用的环保技术一直是广大科研人员研究的热门课题之一。采用催化燃烧、化学氧化、生物降解等方法可以实现环境中污染物的去除，但上述方法都具有一定的局限性:如设备及运行费用高、去除效率低、处理过程中易产生二次污染等，因此这些传统方法难以满足污染物去除在技术和经济上的要求。近几十年来人们研究发现半导体光催化氧化技术在去除污染物方面具有能耗低、氧化能力强、反应条件温和、操作简便、可减少二次污染等突出特点，成为实用的工业化技术之一。常见的半导体光催化剂多为金属氧化物，如Zn0、Ti02、Fe203等。自1976年Cary等人陆续报道了紫外光照射下TiO2可降解有机物以来，TiO2因其价廉、无毒、催化活性高、稳定性好、易于回收等性质而被受青睐，被认为是理想的光催化剂并得到广泛研究。如今，光催化已发展成一门新兴的化学边缘学科。利用TiO2半导体材料对有机污染物进行光催化降解正逐渐成为工业化技术，在土壤，水质和大气的污染治理方面展现出十分光明的应用前景。可见光利用率低是限制纳米TiO2实用化的主要因素。TiO2的带隙较宽(>3.2eV),只能被紫外光激发，而太阳光中紫外光所占比例不到5%，因此纳米TiO2直接利用太阳光作为光源光催化降解环境中的有机污染物的效率很低。要大规模的利用纳米TiO2的光催化反应，必须扩大采光面积以增加光强度，或采用人工紫外光源，这无疑会增加设计和制造成本。若能拓宽纳米TiO2的光谱利用范围，就能大大降低光催化技术的成本，使其在自然环境中降解有机物污染成为可能。贵金属纳米颗粒(Au，Pt，Ag)由于具有表面等离子体共振效应，因而对可见光有较强的吸收。专利CN101543780通过常规的溶剂热法合成Ag-TiO2-蒙脱土复合光催化剂，在近紫外光照射下，这种Ag-TiO2表面等离子体光催化材料表现出了优异的光催化性能。为了进一步拓展光催化剂的可见光活性范围，需要把金属纳米颗粒直接沉积在光催化材料的表面。这样，贵金属纳米颗粒的近场效应就会被活性衬底进一步增强。例如含少量Ag-AgBr的TiO2材料具有较强的可见光吸收和光催化活性，主要是因为:I)Ag-AgBr在可见光区具有很高的感光度，可以使TiO2具有可见光响应；2) Ag-AgBr可与TiO2形成半导体异质结结构，从而有效抑制光生电子-空穴对的复合，提高TiO2的可见光催化活性。但是上述材料中AgBr和TiO2之间的复合效率较低，在可见光条件下产生的光生电荷很难被有效利用。专利CN102500402A报道了采用类微乳体系合成AgBr-TiO2纳米光催化剂的方法，它解决了 AgBr-TiO2纳米异质结构中不同材料复合程度较差的问题，但该方法生产成本高、工艺不易控制，不利于实际应用。此外，TiO2光催化剂在实际应用过程中，特别是在水污染治理中，大多采用纳米颗粒的悬浮体系。商品化的TiO2颗粒细小且比重较低，不易沉淀，在流体中不仅分离困难、难以回收利用，而且易发生凝聚降低活性。将TiO2固定在某种载体上，可以克服悬浮相TiO2光催化剂的缺点，解决催化剂分离回收难的问题，而且可以根据光催化反应器结构的差异来选择不同载体和固定化工艺。玻璃纤维材料具有绝缘性好、耐热性强、弹性模量大、塑性形变小、机械强度高、价廉易得等优点，被广泛应用于制备纤维增强复合材料，并成为现代工程领域中最重要的材料之一。独特的纤维状结构以及易加工性能(如单根纤维、短纤、成束、无纺布、毡等形式)使得玻璃纤维材料成为理想的负载纳米TiO2的载体。
技术实现思路
:本专利技术目的在于，提供一种，该方法以有机或无机钛化合物为钛源，玻璃纤维为载体，在酸性条件下通过水解法得到螺纹状玻璃纤维负载球形二氧化钛纳米颗粒的复合材料，再将复合材料加入到含有硝酸银的乙二醇溶液中浸溃，滴加含有溴化钾的乙二醇溶液，生成了 AgBr-TiO2/玻璃纤维复合材料，再将AgBr-TiO2/玻璃纤维复合材料中部分Ag+光还原为金属Ag，即得到Ag-AgBr-TiO2/玻璃纤维复合光催化剂。本专利技术提供的方法通过两步法实现了将具有可见光光催化活性的Ag-AgBr-TiO2均匀负载在螺纹状玻璃纤维表面，方法具有操作简便、易于规模化等优点。所得的新型表面等离子体Ag-AgBr-TiO2/玻璃纤维复合材料结合了贵金属的表面等离子体共振效应、金属半导体接触和半导体光催化的特性，有效地解决了 TiO2光催化材料复合效率低、不易回用等不足，具有较高的可见光光催化性能。本专利技术所述的一种，按下列步骤进行:a.将0.02-0.2M钛源加入到IM硫酸溶液中，混合均匀；b.将步骤a所得溶液中加入3g玻璃纤维，升温至110°C，反应6小时后，用浓氨水溶液调PH值至7，陈化12小时后，清洗，干燥，得到复合材料；c.将聚乙烯吡咯烷酮加入到0.05M含有硝酸银的乙二醇溶液中，得到混合溶液，将步骤b中得到的复合材料浸溃到混合溶液中，然后加入0.05M含有溴化钾的乙二醇溶液，混合均匀后，加热至温度40-150°C，保温1-6小时，所得产物用去离子水和乙醇交替洗涤产物后，可得到玻璃纤维负载AgBr-TiO2复合光催化材料；d.再将玻璃纤维负载AgBr-TiO2复合材料采用常规的化学还原方法或光还原的方法还原后，将所得产物用去离子水洗涤后，在温度60°C干燥3小时，即得到玻璃纤维负载Ag-AgBr-TiO2复合光催化材料。步骤a中钛源为氟钛酸钾、氟钛酸铵、钛酸异丙酯或四氯化钛。步骤b中玻璃纤维为A-玻璃纤维、E-玻璃纤维、C-玻璃纤维或AR-玻璃纤维。所选的A-玻璃纤维、E-玻璃纤维、C-玻璃纤维或AR-玻璃纤维为单根纤维、短纤、成束或无纺布形态。步骤d化学还原方法中的还原剂为硼氢化钠、抗坏血酸、柠檬酸。【附图说明】图1为本专利技术实施例2所合成的具有规则螺纹状玻璃纤维负载有Ag-AgBr-TiO2复合材料的扫描电镜图；图2为本专利技术实施例2所合成的具有规则螺纹状玻璃纤维负载有Ag-AgBr-TiO2复合材料的电子能量散射谱(EDS)，其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种玻璃纤维负载银?溴化银?氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：a.?将0.02?0.2?M钛源加入到1?M硫酸溶液中，混合均匀；b.?将步骤a?所得溶液中加入3?g玻璃纤维，升温至110℃，反应6小时后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化12小时后，清洗，干燥，得到复合材料；c.?将聚乙烯吡咯烷酮加入到0.05?M?含有硝酸银的乙二醇溶液中，得到混合溶液，将步骤b中得到的复合材料浸渍到混合溶液中，然后加入0.05?M含有溴化钾的乙二醇溶液，混合均匀后，加热至温度40?150℃，保温1?6小时，所得产物用去离子水和乙醇交替洗涤产物后，可得到玻璃纤维负载AgBr?TiO2复合光催化材料；d.?再将玻璃纤维负载AgBr?TiO2复合材料采用常规的化学还原方法或光还原的方法还原后，将所得产物用去离子水洗涤后，在温度60℃干燥3小时，即得到玻璃纤维负载Ag?AgBr?TiO2复合光催化材料。
【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维负载银-溴化银-氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于按下列步骤进行: a.将0.02-0.2 M钛源加入到I M硫酸溶液中，混合均匀； b.将步骤a所得溶液中加入3g玻璃纤维，升温至110°C，反应6小时后，用浓氨水溶液调PH值至7，陈化12小时后，清洗，干燥，得到复合材料； c.将聚乙烯吡咯烷酮加入到0.05 M含有硝酸银的乙二醇溶液中，得到混合溶液，将步骤b中得到的复合材料浸溃到混合溶液中，然后加入0.05 M含有溴化钾的乙二醇溶液，混合均匀后，加热至温度40-150°C，保温1-6小时，所得产物用去离子水和乙醇交替洗涤产物后，可得到玻璃纤维负载AgBr-TiO2复合光催化材料； d.再将玻璃纤维负...
【专利技术属性】
技术研发人员：马鹏程，陈琳，杨苏东，
申请(专利权)人：中国科学院新疆理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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