CN106495213A - 一种TiO2透明自支撑膜及其制备方法和应用 - Google Patents
一种TiO2透明自支撑膜及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106495213A CN106495213A CN201611050383.9A CN201611050383A CN106495213A CN 106495213 A CN106495213 A CN 106495213A CN 201611050383 A CN201611050383 A CN 201611050383A CN 106495213 A CN106495213 A CN 106495213A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tio
- supported membrane
- transparent self
- granule
- constituted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 173
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 119
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 30
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 17
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 10
- IRXRGVFLQOSHOH-UHFFFAOYSA-L dipotassium;oxalate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C(=O)C([O-])=O IRXRGVFLQOSHOH-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 4
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000002061 nanopillar Substances 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- HHDOORYZQSEMGM-UHFFFAOYSA-L potassium;oxalate;titanium(4+) Chemical compound [K+].[Ti+4].[O-]C(=O)C([O-])=O HHDOORYZQSEMGM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012050 conventional carrier Substances 0.000 description 1
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
- C01G23/053—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
- C01G23/08—Drying; Calcining ; After treatment of titanium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/50—Agglomerated particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
本发明公开了一种TiO2透明自支撑膜，所述TiO2透明自支撑膜由TiO2纤维交错组成，所述TiO2纤维包括芯层和壳层，壳层包覆芯层，所述芯层为纳米TiO2颗粒构成的多孔纤维，所述壳层是由花状TiO2颗粒构成。本发明还公开了上述TiO2透明自支撑膜的制备方法，包括如下步骤：将草酸钛钾溶于二甘醇水溶液中得到溶液A；将纤维素纸浸渍于溶液A中，进行水热反应，取出反应后的材料，洗涤，干燥得到材料B；取材料B，在空气氛围下，升温至450‑700℃，保温1‑3h得到TiO2透明自支撑膜。本发明还公开了上述TiO2透明自支撑膜作为紫外光催化剂的应用。
Description
技术领域
本发明涉及光催化技术领域，尤其涉及一种TiO2透明自支撑膜及其制备方法和应用。
背景技术
TiO2作为一种优异的半导体光催化剂已被广泛应用于环境处理。然而，粉末状TiO2用于污水处理后存在难以回收的问题。可以通过在载体表面形成TiO2薄膜用于污水处理，解决粉末状TiO2难以回收的问题，常用的载体有玻璃、碳纤维、钛箔和不锈钢等。TiO2薄膜的制备方法包括化学气相沉积、浸涂、水热反应、旋涂等。但是大多数载体在光催化过程中仅仅作为一个载体使用，并未对TiO2光催化性能的提升产生明显的帮助，而且增加了光催化材料整体重量，因此，如何获得TiO2自支撑膜引起了广泛的研究。
目前，TiO2自支撑薄膜主要通过钛箔阳极氧化制备，但是阳极氧化技术获得的TiO2自支撑膜从钛箔上分离易导致薄膜结构破损；采用静电纺丝结合水热处理或在水热过程中利用rGO或CNT连接TiO2纳米纤维也可以获得了具有可控结构的TiO2自支撑膜，但获得的三维纳米纤维膜不具有透明性；最近，台湾大学Liou等人通过控制H+、Ti3+与Cl-的浓度，一步水热法制备得到TiO2透明自支撑膜，但原料需选用FTO玻璃，价格昂贵，从而限制了TiO2自支撑膜的应用。
公开号为CN105944708A的专利，公开了一种TiO2-C@TiO2-rGO透明自支撑薄膜，其载体是由TiO2-C复合组成，外部覆有TiO2-rGO，整个自支撑膜是TiO2、C与rGO复合组成，但其并不是成分单一的TiO2自支撑膜。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种TiO2透明自支撑膜及其制备方法和应用，本发明原料廉价易得，成本低，操作简单，TiO2自支撑膜不易碎裂、成分单一、透明性高、紫外光催化能力强。
本发明提出的一种TiO2透明自支撑膜，所述TiO2透明自支撑膜由TiO2纤维交错组成，所述TiO2纤维包括芯层和壳层，壳层包覆芯层，所述芯层为纳米TiO2颗粒构成的多孔纤维，所述壳层是由花状TiO2颗粒构成。
优选地，所述花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱构成或由TiO2纳米柱与TiO2纳米片构成。
本发明还公开了上述TiO2透明自支撑膜的制备方法，包括如下步骤：将草酸钛钾溶于二甘醇水溶液中得到溶液A；将纤维素纸浸渍于溶液A中，进行水热反应，取出反应后的材料，洗涤，干燥得到材料B；取材料B，在空气氛围下，升温至450-700℃，保温1-3h得到TiO2透明自支撑膜。
优选地，取材料B，在空气氛围下，可以升温至460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680或690℃，可以保温1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8或2.9h得到TiO2透明自支撑膜。
优选地，草酸钛钾、二甘醇的摩尔比为1：70-140。
优选地，草酸钛钾、二甘醇的摩尔比可以为1：71、1：73、1：75、1：77、1：80、1：83、1：85、1：87、1：90、1：93、1：95、1：97、1：100、1：103、1：105、1：107、1：110、1：113、1：115、1：117、1：120、1：123、1：125、1：127、1：130、1：133、1：135、1：137或1：139。
优选地，二甘醇水溶液中，二甘醇和水的体积比为2：1-3。
优选地，二甘醇水溶液中，二甘醇和水的体积比可以为2：1.1、2：1.3、2：1.5、2：1.7、2：1.9、1：1、2：2.1、2：2.3、2：2.5、2：2.7或2：2.9。
优选地，纤维素纸的厚度为30-60μm。
优选地，纤维素纸的厚度可以为32、34、36、38、40、42、44、46、48、49、50、52、54、56或58μm。
优选地，纤维素纸和溶液A的重量比为1：350-450。
优选地，纤维素纸和溶液A的重量比可以为1：355、1：360、1：365、1：370、1：375、1：380、1：385、1：390、1：395、1：400、1：405、1：410、1：415、1：420、1：425、1：430、1：435、1：440或1：445。
优选地，水热反应的温度为140-200℃，时间为4-10h。
优选地，水热反应的温度可以为141、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195或199℃，时间可以为4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9或9.5h。
本发明还提出了上述TiO2透明自支撑膜作为紫外光催化剂的应用。
上述水热反应是本领域常用技术手段。
上述水均为去离子水。
本发明选用草酸钛钾、二甘醇、水和纤维素纸进行水热反应，原料廉价易得，降低本发明的生产成本；在水热反应过程中，纤维素纤维发生原位矿化形成TiO2-纤维素纤维，TiO2颗粒均匀负载在该纤维表面；TiO2-纤维素纤维经煅烧后纤维素被烧掉，形成由纳米TiO2颗粒构成的多孔纤维芯层，负载在TiO2-纤维素纤维表面的TiO2颗粒经煅烧后负载在芯层表面构成壳层，壳层由成分单一的花状TiO2颗粒构成，花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱构成或由TiO2纳米柱与TiO2纳米片构成，壳层与芯层紧密连接构成TiO2纤维，TiO2纤维交错构成不易碎裂、成分单一且透明的TiO2自支撑膜，具有该结构的TiO2自支撑膜对紫外光的利用率具有较大的提高，使得本发明特别适用于污染物的光催化处理；本发明操作简单，调控方便，在光催化领域具有良好的市场前景。
附图说明
图1为纤维素纸与TiO2透明自支撑膜的光学照片，其中，a为纤维素纸的光学照片，b为TiO2透明自支撑膜的光学照片。
图2为TiO2透明自支撑膜的显微图片。
图3为TiO2透明自支撑膜中TiO2纤维表面花状TiO2颗粒的SEM图。
图4为TiO2透明自支撑膜中TiO2纤维表面花状TiO2颗粒的放大SEM图，花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱构成。
图5为TiO2透明自支撑膜中TiO2纤维的断面照片。
图6为TiO2透明自支撑膜紫外光降解亚甲基蓝曲线。
图7为TiO2透明自支撑膜中TiO2纤维表面花状TiO2颗粒的SEM图，花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱与TiO2纳米片构成。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种TiO2透明自支撑膜，所述TiO2透明自支撑膜由TiO2纤维交错组成，所述TiO2纤维包括芯层和壳层，壳层包覆芯层，所述芯层为纳米TiO2颗粒构成的多孔纤维，所述壳层是由花状TiO2颗粒构成。
上述TiO2透明自支撑膜的制备方法，包括如下步骤：将草酸钛钾溶于二甘醇水溶液中得到溶液A；将纤维素纸浸渍于溶液A中，进行水热反应，取出反应后的材料，洗涤，干燥得到材料B；取材料B，在空气氛围下，升温至580℃，保温2h得到TiO2透明自支撑膜。
实施例2
一种TiO2透明自支撑膜，所述TiO2透明自支撑膜由TiO2纤维交错组成，所述TiO2纤维包括芯层和壳层，壳层包覆芯层，所述芯层为纳米TiO2颗粒构成的多孔纤维，所述壳层是由花状TiO2颗粒构成，所述花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱与TiO2纳米片构成。
上述TiO2透明自支撑膜的制备方法，包括如下步骤：将草酸钛钾溶于二甘醇水溶液中得到溶液A；将厚度为30μm纤维素纸浸渍于溶液A中，调节温度至200℃，进行水热反应4h，取出反应后的材料，洗涤，干燥得到材料B；取材料B，在空气氛围下，升温至700℃，保温1h得到TiO2透明自支撑膜，其中，草酸钛钾、二甘醇的摩尔比为1：140，二甘醇水溶液中，二甘醇和水的体积比为2：1，纤维素纸和溶液A的重量比为1：450。
实施例3
一种TiO2透明自支撑膜，所述TiO2透明自支撑膜由TiO2纤维交错组成，所述TiO2纤维包括芯层和壳层，壳层包覆芯层，所述芯层为纳米TiO2颗粒构成的多孔纤维，所述壳层是由花状TiO2颗粒构成，所述花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱构成。
上述TiO2透明自支撑膜的制备方法，包括如下步骤：将草酸钛钾溶于二甘醇水溶液中得到溶液A；将厚度为60μm纤维素纸浸渍于溶液A中，调节温度至140℃，进行水热反应10h，取出反应后的材料，洗涤，干燥得到材料B；取材料B，在空气氛围下，升温至450℃，保温3h得到TiO2透明自支撑膜，其中，草酸钛钾、二甘醇的摩尔比为1：70，二甘醇水溶液中，二甘醇和水的体积比为2：3，纤维素纸和溶液A的重量比为1：350。
实施例4
一种TiO2透明自支撑膜，所述TiO2透明自支撑膜由TiO2纤维交错组成，所述TiO2纤维包括芯层和壳层，壳层包覆芯层，所述芯层为纳米TiO2颗粒构成的多孔纤维，所述壳层是由花状TiO2颗粒构成，所述花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱与TiO2纳米片构成。
上述TiO2透明自支撑膜的制备方法，包括如下步骤：将草酸钛钾溶于二甘醇水溶液中得到溶液A；将厚度为36μm纤维素纸浸渍于溶液A中，调节温度至180℃，进行水热反应8h，取出反应后的材料，洗涤，干燥得到材料B；取材料B，在空气氛围下，升温至650℃，保温1.5h得到TiO2透明自支撑膜，其中，草酸钛钾、二甘醇的摩尔比为1：135，二甘醇水溶液中，二甘醇和水的体积比为2：1.5，纤维素纸和溶液A的重量比为1：430。
实施例5
一种TiO2透明自支撑膜，所述TiO2透明自支撑膜由TiO2纤维交错组成，所述TiO2纤维包括芯层和壳层，壳层包覆芯层，所述芯层为纳米TiO2颗粒构成的多孔纤维，所述壳层是由花状TiO2颗粒构成，所述花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱构成。
上述TiO2透明自支撑膜的制备方法，包括如下步骤：将草酸钛钾溶于二甘醇水溶液中得到溶液A；将厚度为54μm纤维素纸浸渍于溶液A中，调节温度至160℃，进行水热反应5h，取出反应后的材料，洗涤，干燥得到材料B；取材料B，在空气氛围下，升温至500℃，保温2.5h得到TiO2透明自支撑膜，其中，草酸钛钾、二甘醇的摩尔比为1：75，二甘醇水溶液中，二甘醇和水的体积比为2：2.5，纤维素纸和溶液A的重量比为1：370。
实施例6
一种TiO2透明自支撑膜，所述TiO2透明自支撑膜由TiO2纤维交错组成，所述TiO2纤维包括芯层和壳层，壳层包覆芯层，所述芯层为纳米TiO2颗粒构成的多孔纤维，所述壳层是由花状TiO2颗粒构成，所述花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱构成。
上述TiO2透明自支撑膜的制备方法，包括如下步骤：将草酸钛钾溶于二甘醇水溶液中得到溶液A；将厚度为49μm纤维素纸浸渍于溶液A中，调节温度至150℃，进行水热反应6h，取出反应后的材料，洗涤，干燥得到材料B；取材料B，在空气氛围下，升温至500℃，保温2h得到TiO2透明自支撑膜，其中，草酸钛钾、二甘醇的摩尔比为1：105，二甘醇水溶液中，二甘醇和水的体积比为1：1，纤维素纸和溶液A的重量比为1：350。
对实施例6进行检测，参照图1，图1为纤维素纸与TiO2透明自支撑膜的光学照片，其中，a为纤维素纸的光学照片，b为TiO2透明自支撑膜的光学照片，由图1可以看出TiO2透明自支撑膜具有良好的透明性；参照图2，图2为TiO2透明自支撑膜的显微图片，由图2可以看出TiO2透明自支撑膜完整地保持了纤维素纸的微观结构；参照图3，图3为TiO2透明自支撑膜中TiO2纤维表面花状TiO2颗粒的SEM图，由图3可以看出TiO2纤维表面TiO2颗粒呈花状；参照图4，图4为TiO2透明自支撑膜中TiO2纤维表面花状TiO2颗粒的放大SEM图，花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱构成，由图4可以看出花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱构成；参照图5，图5为TiO2透明自支撑膜中TiO2纤维的断面照片，由图5可以看出TiO2纤维的壳层与芯层结合良好；参照图6，图6为TiO2透明自支撑膜紫外光降解亚甲基蓝曲线，由图6可以看出TiO2透明自支撑膜具有高的紫外光光催化性能。
实施例7
一种TiO2透明自支撑膜，所述TiO2透明自支撑膜由TiO2纤维交错组成，所述TiO2纤维包括芯层和壳层，壳层包覆芯层，所述芯层为纳米TiO2颗粒构成的多孔纤维，所述壳层是由花状TiO2颗粒构成，所述花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱与TiO2纳米片构成。
上述TiO2透明自支撑膜的制备方法，包括如下步骤：将草酸钛钾溶于二甘醇水溶液中得到溶液A；将厚度为49μm纤维素纸浸渍于溶液A中，调节温度至180℃，进行水热反应6h，取出反应后的材料，洗涤，干燥得到材料B；取材料B，在空气氛围下，升温至500℃，保温2h得到TiO2透明自支撑膜，其中，草酸钛钾、二甘醇的摩尔比为1：105，二甘醇水溶液中，二甘醇和水的体积比为1：1，纤维素纸和溶液A的重量比为1：350。
对实施例7进行检测，参照图7，图7为TiO2透明自支撑膜中TiO2纤维表面花状TiO2颗粒的SEM图，花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱与TiO2纳米片构成，由图7可以看出TiO2纤维表面TiO2颗粒呈花状，花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱与TiO2纳米片构成。
试验例1
对实施例2-7进行检测，检测结果如下：
试验例2
选用实施例6进行紫外光催化性能测试，并以公开号为CN105944708A的专利中的TiO2-C@TiO2-rGO透明自支撑薄膜为对照组，结果如下：
| 组别 | 亚甲基蓝被完全降解所需时间min |
| 实施例6 | 120 |
| 对照组 | 220 |
由上表可以看出，本发明紫外光催化性能高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种TiO2透明自支撑膜，其特征在于，所述TiO2透明自支撑膜由TiO2纤维交错组成，所述TiO2纤维包括芯层和壳层，壳层包覆芯层，所述芯层为纳米TiO2颗粒构成的多孔纤维，所述壳层是由花状TiO2颗粒构成。
2.根据权利要求1所述TiO2透明自支撑膜，其特征在于，所述花状TiO2颗粒由TiO2纳米柱构成或由TiO2纳米柱与TiO2纳米片构成。
3.一种如权利要求1或2所述TiO2透明自支撑膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将草酸钛钾溶于二甘醇水溶液中得到溶液A；将纤维素纸浸渍于溶液A中，进行水热反应，取出反应后的材料，洗涤，干燥得到材料B；取材料B，在空气氛围下，升温至450-700℃，保温1-3h得到TiO2透明自支撑膜。
4.根据权利要求3所述TiO2透明自支撑膜的制备方法，其特征在于，草酸钛钾、二甘醇的摩尔比为1：70-140。
5.根据权利要求3或4所述TiO2透明自支撑膜的制备方法，其特征在于，二甘醇水溶液中，二甘醇和水的体积比为2：1-3。
6.根据权利要求3-5任一项所述TiO2透明自支撑膜的制备方法，其特征在于，纤维素纸的厚度为30-60μm。
7.根据权利要求3-6任一项所述TiO2透明自支撑膜的制备方法，其特征在于，纤维素纸和溶液A的重量比为1：350-450。
8.根据权利要求3-7任一项所述TiO2透明自支撑膜的制备方法，其特征在于，水热反应的温度为140-200℃，时间为4-10h。
9.一种如权利要求1或2所述TiO2透明自支撑膜作为紫外光催化剂的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611050383.9A CN106495213B (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 一种TiO2透明自支撑膜及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611050383.9A CN106495213B (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 一种TiO2透明自支撑膜及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106495213A true CN106495213A (zh) | 2017-03-15 |
| CN106495213B CN106495213B (zh) | 2018-01-12 |
Family
ID=58328342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611050383.9A Active CN106495213B (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 一种TiO2透明自支撑膜及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106495213B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107185511A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-09-22 | 中国地质大学（北京） | 一种TiO2纳米片修饰TiO2纳米纤维膜的制备方法 |
| CN110813283A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-02-21 | 济南大学 | 一种二氧化钛/金/二氧化钛光催化剂及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104562637A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-04-29 | 苏州大学 | 一种具有紫外防护和耐水洗特殊浸润性功能织物表面的构筑方法 |
| CN105944708A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-09-21 | 安徽理工大学 | TiO2-C@TiO2-rGO透明自支撑薄膜及其制备方法和应用 |
-
2016
- 2016-11-24 CN CN201611050383.9A patent/CN106495213B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104562637A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-04-29 | 苏州大学 | 一种具有紫外防护和耐水洗特殊浸润性功能织物表面的构筑方法 |
| CN105944708A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-09-21 | 安徽理工大学 | TiO2-C@TiO2-rGO透明自支撑薄膜及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| LUYANG HU等: "A transparent TiO2–C@TiO2–graphene free-standing film with enhanced visible light photocatalysis", 《RSC ADVANCES》 * |
| ZHIQIANG YU等: "Hydrothermal synthesis and memristive switching behaviors of single-crystalline anatase TiO2 nanowire arrays", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107185511A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-09-22 | 中国地质大学（北京） | 一种TiO2纳米片修饰TiO2纳米纤维膜的制备方法 |
| CN110813283A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-02-21 | 济南大学 | 一种二氧化钛/金/二氧化钛光催化剂及其制备方法 |
| CN110813283B (zh) * | 2019-12-06 | 2021-06-25 | 济南大学 | 一种二氧化钛/金/二氧化钛光催化剂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106495213B (zh) | 2018-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jiang et al. | Constructing graphite-like carbon nitride modified hierarchical yolk–shell TiO 2 spheres for water pollution treatment and hydrogen production | |
| Liang et al. | Effects of structure of anodic TiO2 nanotube arrays on photocatalytic activity for the degradation of 2, 3-dichlorophenol in aqueous solution | |
| US9533265B2 (en) | Gas separation membrane and method of preparing the same | |
| Wark et al. | Photocatalytic activity of hydrophobized mesoporous thin films of TiO2 | |
| Huang et al. | Low temperature synthesis and photocatalytic properties of highly oriented ZnO/TiO2− xNy coupled photocatalysts | |
| Zhao et al. | CNTs–TiO2/Al2O3 composite membrane with a photocatalytic function: Fabrication and energetic performance in water treatment | |
| CN108097064B (zh) | 一种基于二维材料制备介孔陶瓷膜的方法 | |
| Wang et al. | Physicochemical and photocatalytic properties of carbonaceous char and titania composite hollow fibers for wastewater treatment | |
| TW201016611A (en) | Method for making metal/titania pulp and photocatalyst | |
| Venkataramanan et al. | Green synthesis of titania nanowire composites on natural cellulose fibers | |
| Zhang et al. | TiO2-coated glass hollow fiber membranes: preparation and application for photocatalytic methylene blue removal | |
| Wang et al. | In situ synthesis of Ag 3 PO 4/cellulose nanocomposites with photocatalytic activities under sunlight | |
| Ma et al. | The novel synthesis of a continuous tube with laminated gC 3 N 4 nanosheets for enhancing photocatalytic activity and oxygen evolution reaction performance | |
| CN105944708B (zh) | TiO2-C@TiO2-rGO透明自支撑薄膜及其制备方法和应用 | |
| Bai et al. | Self-standing Ag2O@ YSZ-TiO2 pn nanoheterojunction composite nanofibrous membranes with superior photocatalytic activity | |
| CN111389439B (zh) | 一种bn量子点结合型光催化复合纤维的制备方法 | |
| CN106495213B (zh) | 一种TiO2透明自支撑膜及其制备方法和应用 | |
| CN101015793A (zh) | 一种新型纳米TiO2光催化材料的制备方法 | |
| CN102895963A (zh) | 一种在钛丝网表面负载二氧化钛纳米棒阵列的方法 | |
| Hong et al. | Formation of TiO2 nano fibers on a micro-channeled Al2O3–ZrO2/TiO2 porous composite membrane for photocatalytic filtration | |
| Zhao et al. | Polypyrrole/cadmium sulfide hollow fiber with high performance contaminant removal and photocatalytic activity fabricated by layer-by-layer deposition and fiber-sacrifice template approach | |
| Qin et al. | Preparing photocatalytic paper with improved catalytic activity by in situ loading poly-dopamine on cellulose fibre | |
| CN104045110A (zh) | 二氧化钛纳米纤维材料的制备方法 | |
| CN114656288B (zh) | 一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法和应用 | |
| Mudassir et al. | Polyacrylamide exotemplate-assisted synthesis of hierarchically porous nanostructured TiO 2 macrobeads for efficient photodegradation of organic dyes and microbes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |