CN106948085B - 一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜及其制备方法、应用 - Google Patents

一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜及其制备方法、应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106948085B
CN106948085B CN201710318718.9A CN201710318718A CN106948085B CN 106948085 B CN106948085 B CN 106948085B CN 201710318718 A CN201710318718 A CN 201710318718A CN 106948085 B CN106948085 B CN 106948085B
Authority
CN
China
Prior art keywords
load
carbon nanofiber
nanofiber membrane
coppe ferrite
preparation
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.)
Active
Application number
CN201710318718.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106948085A (zh
Inventor
王丽
徐建军
张莹
丁瑜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei Engineering University
Original Assignee
Hubei Engineering University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei Engineering University filed Critical Hubei Engineering University
Priority to CN201710318718.9A priority Critical patent/CN106948085B/zh
Publication of CN106948085A publication Critical patent/CN106948085A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106948085B publication Critical patent/CN106948085B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4382—Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0092—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the electrical field, e.g. combined with a magnetic fields, using biased or alternating fields
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06C—FINISHING, DRESSING, TENTERING OR STRETCHING TEXTILE FABRICS
    • D06C7/00—Heating or cooling textile fabrics
    • D06C7/04—Carbonising or oxidising

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及材料领域，具体涉及一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜及其制备方法、应用。制备方法包括：向聚合物与N，N‑二甲基甲酰胺的混合物中加入铜盐、铁盐，混合得到静电纺丝溶液。将静电纺丝溶液进行静电纺丝，得到负载有金属盐的聚合物纤维膜，将负载有金属盐的聚合物纤维膜热处理，退火即得到负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜。其中，聚合物为聚丙烯腈或聚乙烯吡咯烷酮，铜盐与铁盐的摩尔比为1.8‑2.2:1。该负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜可以将电芬顿催化剂中的金属固定在纤维膜内部，不会造成二次污染，避免了传统异相电芬顿过程中催化剂损失和回收困难问题。且该制备方法实施简便、成本较低。

Description

一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及材料领域，具体而言，涉及一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜及其制备方法、应用。
背景技术
电芬顿技术作为一种高效、环境友好的电化学高级氧化技术，近些年发展快速。但以铁盐为均相催化剂的常规电芬顿体系存在一些缺陷，传统异相电芬顿体系中电芬顿催化剂损失、难以回收。
发明内容
本发明的目的在于提供一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜及其制备方法、应用，其旨在改善现有的电芬顿催化剂难以回收的问题。
本发明提供一种技术方案：
一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的制备方法，其包括：
向聚合物与N，N-二甲基甲酰胺的混合物中加入铜盐、铁盐，混合得到静电纺丝溶液。将静电纺丝溶液进行静电纺丝，得到负载有金属盐的聚合物纤维膜，将负载有金属盐的聚合物纤维膜热处理，退火即得到负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜。其中，聚合物为聚丙烯腈或聚乙烯吡咯烷酮，铜盐与铁盐的摩尔比为1.8-2.2:1。
本发明还提供一种由上述负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的制备方法制成的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜，以及上述负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜作为电芬顿催化剂的应用。
本发明实施例提供的一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜及其制备方法、应用的有益效果是：该负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜可以将异相电芬顿催化剂中的金属固定在纤维膜内部，不会溢出以造成二次污染，避免了传统异相电芬顿过程中催化剂损失和回收困难问题。且该合成方法实施简便、成本较低，具有一定的经济和社会效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1制得的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的扫描电镜图；
图2为本发明实施例1制得的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的X-射线衍射图；
图3为本发明实施例1制得的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜作为电芬顿催化剂降解罗丹明B的效果图；
图4为本发明实施例2制得的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜作为电芬顿催化剂降解洛克沙胂的效果图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜及其制备方法、应用进行具体说明。
一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的制备方法，其包括：
向聚合物与N，N-二甲基甲酰胺的混合物中加入铜盐、铁盐，混合得到静电纺丝溶液。将静电纺丝溶液进行静电纺丝，得到负载有金属盐的聚合物纤维膜，将负载有金属盐的聚合物纤维膜热处理，退火即得到负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜。其中，聚合物为聚丙烯腈或聚乙烯吡咯烷酮，铜盐与铁盐的摩尔比为1.8-2.2:1。
以聚合物聚丙烯腈(PAN)或者聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为碳纳米纤维前驱体，N，N-二甲基甲酰胺作为助剂，静电纺丝溶液混合有铜盐、铁盐。采用静电纺丝技术结合碳化处理或高温煅烧法，制备多孔负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜。静电纺丝作为高分子流体静电雾化的特殊形式，将静电纺丝溶液雾化分裂出，将聚丙烯腈(PAN)以及金属盐的溶液以微小的射流固化成纤维，静电纺丝成金属盐/聚丙烯腈纤维。
在本发明较佳的实施例中，混合聚合物与N，N-二甲基甲酰胺，于50℃溶解制得上述混合物。铜盐、铁盐加入上述混合物中，静电纺丝之后得到金属盐/聚丙烯腈纤维。
在本发明较佳的实施例中，上述聚合物与N，N-二甲基甲酰胺的混合物中，聚合物的质量分数为8～12％。
静电纺丝液具有一个最小浓度，低于这个临界浓度，聚合物溶液射流在表面张力的作用下，会断裂成液滴，形成微珠、串珠。只有达到高于分子缠结发生所要求的最小浓度后，高分子溶液射流才能在电场力作用下有效发生牵伸并形成纤维。从制备纳米级别的连续均匀纤维以及可纺性角度考虑，在本发明的实施例中，聚合物的质量分数为8～12％。进一步地，聚合物的质量分数为10％。
在本发明较佳的实施例中，上述静电纺丝溶液中，铜盐与铁盐的总质量与聚合物的质量比为1-2:2。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述铁盐选自于乙酰丙酮铁、硝酸铁、氯化铁中的一种；铜盐选自于氯化铜、乙酰丙酮铜、硝酸铜中的一种。
静电纺丝溶液中含有铁盐和铜盐，静电纺丝、热处理、退火之后得到负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜，发明人利用该负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜作为电芬顿催化剂，发现铁泥几乎不析出。
此外，该负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜可以将电芬顿催化剂中的金属固定在纤维膜内部，不会溢出以造成二次污染。
在本发明较佳的实施例中，上述的静电纺丝的电源电压为15～20kv，接收距离为11～15cm，静电纺丝溶液的推进速度为1～3mL/h。
随着电场力的增大，静电纺丝液滴被拉长，其曲面曲率将逐渐改变，半球状液滴会转变为锥形，喷丝稳定，得到光滑的纤维。接受距离于11～15cm范围内时，纤维外观得以改善。这可能是纤维溶剂挥发与拉伸过程变长，有利于成纤。
在本发明较佳的实施例中，上述热处理步骤于260-280℃处理60-120min，退火步骤于680-720℃退火60-120min。
优选地，上述热处理步骤于空气气氛中进行，退火步骤于氩气或氮气的气氛中进行。
PAN纤维氧化是制备碳纤维的关键阶段，为PAN纤维在氧化过程中发生环化反应、脱氢反应和氧化反应。
PAN纤维是线性高分子，它的耐热性较差，直接在高温下碳化会分解，不容易制得碳纤维。一般在温度较低的含氧气氛中加热PAN纤维，氧会促进PAN线性分子结构发生变化，生成带有共轭环的梯形结构，提高PAN纤维的热稳定性，然后再经高温碳化处理得到碳纤维。
在本实施例中，260-280℃下使PAN纤维氧化，发生环化反应、脱氢反应和氧化反应。氧化温度过高会造成PAN纤维的过氧化，破坏梯形聚合物的分子结构，限制碳化阶段碳基平面长度和堆积高度的形成；氧化温度过低会带来氧化不充分，氧化纤维在碳化阶段易发生熔并，导致碳纤维性能降低。所以，在本发明中，260-280℃下对金属盐/聚丙烯腈纤维进行氧化60-120min。
在680-720℃下使氧化后的PAN纤维碳化，得到纳米结构的碳纤维。
优选地，在本实施例中，PAN纤维的氧化在空气气氛中进行，PAN纤维碳化于氩气或氮气的气氛中进行。
本发明还提供一种由上述负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的制备方法制成的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜。
进一步地，本发明提供的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜作为电芬顿催化剂。
以本发明提供的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜作为催化剂，以铂电极为阳极，石墨电极为阴极，构建电芬顿氧化体系降解废水中难生物降解的有机污染物。例如，对罗丹明B、洛克沙胂进行降解。
进一步地，将铂电极和石墨电极固定在电极支架上调节好位置，使两电极平行以此使电压稳定。放入负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜再插入气体流量计使气体喷在阴极电极，对废水进行降解。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜，其主要由以下步骤制得：
准确称量1.6g的聚丙烯腈(PAN)和14.4g的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)于锥形瓶中，放在搅拌器上，在50℃的条件下使PAN在DMP中慢慢溶解，溶解后可关闭加热设置。
在已经溶解的溶液中加入1.16g的乙酰丙酮铁和0.43g的乙酰丙酮铜继续搅拌。通过静电纺丝后所得铁酸铜/聚丙烯腈纤维膜置于真空干燥箱中干燥。干燥后的铁酸铜/聚丙烯腈纤维膜先后经过马弗炉在280℃热处理2h，最后在氮气氛下720℃退火1h得到负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜。
实施例2
本实施例提供了一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜，其主要由以下步骤制得：
准确称量1.6g的PAN和14.4g的DMF于锥形瓶中，放在搅拌器上，在50℃的条件下使PAN在DMP中慢慢溶解，溶解后可关闭加热设置。
在已经溶解的溶液中加入0.696g的乙酰丙酮铁和0.261g的乙酰丙酮铜继续搅拌。通过静电纺丝后所得铁酸铜/聚丙烯腈纤维膜置于真空干燥箱中干燥。干燥后的铁酸铜/聚丙烯腈纤维膜先后经过马弗炉在280℃热处理2h，最后在氮气氛下680℃退火1h得到负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜。
实施例3
本实施例提供了一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜，其主要由以下步骤制得：
准确称量1.6g的PAN和14.4g的DMF于锥形瓶中，放在搅拌器上，在45℃的条件下使PAN在DMP中慢慢溶解，溶解后可关闭加热设置。
在已经溶解的溶液中加入1.146g的硝酸铁和0.454g的硝酸铜继续搅拌。通过静电纺丝后所得铁酸铜/聚丙烯腈纤维膜置于真空干燥箱中干燥。干燥后的铁酸铜/聚丙烯腈纤维膜先后经过马弗炉在280℃热处理2h，最后在氮气氛下720℃退火70min得到负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜。
实施例4
本实施例提供了一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜，其主要由以下步骤制得：
准确称量1.28g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和14.4g的DMF于锥形瓶中，放在搅拌器上，在45℃的条件下使PVP在DMP中慢慢溶解，溶解后可关闭加热设置。
在已经溶解的溶液中加入1.146g的硝酸铁和0.454g的硝酸铜继续搅拌。通过静电纺丝后所得铁酸铜/聚乙烯吡咯烷酮纤维膜置于真空干燥箱中干燥。干燥后的铁酸铜/聚乙烯吡咯烷酮纤维膜先后经过马弗炉在260℃热处理2h，最后在氮气氛下680℃各退火50min得到负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜。
实施例5
本实施例提供了一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜，其主要由以下步骤制得：
准确称量1.28g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和14.4g的DMF于锥形瓶中，放在搅拌器上，在45℃的条件下使PVP在DMP中慢慢溶解，溶解后可关闭加热设置。
在已经溶解的溶液中加入0.2112g的氯化铁和0.4288g的氯化铜继续搅拌。通过静电纺丝后所得铁酸铜/聚乙烯吡咯烷酮纤维膜置于真空干燥箱中干燥。干燥后的铁酸铜/聚乙烯吡咯烷酮纤维膜先后经过马弗炉在280℃热处理2h，最后在氮气氛下680℃各退火120min得到负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜。
对比例1
本对比例提供了一种三氧化二铁/碳纳米纤维膜，其主要由以下步骤制得：
准确称量1.6g的聚丙烯腈(PAN)和14.4g的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)于锥形瓶中，放在搅拌器上，在50℃的条件下使PAN在DMP中慢慢溶解，溶解后可关闭加热设置。
在已经溶解的溶液中加入1.6g的乙酰丙酮铁继续搅拌。通过静电纺丝后于真空干燥箱中干燥。干燥后经过马弗炉在280℃热处理2h，最后在氮气氛下700℃退火1h得到三氧化二铁/碳纳米纤维膜。
对比例2
本对比例提供了一种三氧化二铁/碳纳米纤维膜，其主要由以下步骤制得：
准确称量1.6g的聚丙烯腈(PAN)和14.4g的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)于锥形瓶中，放在搅拌器上，在50℃的条件下使PAN在DMP中慢慢溶解，溶解后可关闭加热设置。
在已经溶解的溶液中加入1.6g的氯化铁继续搅拌。通过静电纺丝后于真空干燥箱中干燥。干燥后经过马弗炉在280℃热处理2h，最后在氮气氛下700℃退火1h得到三氧化二铁/碳纳米纤维膜。
实验例1
用扫描电子显微镜观察实施例1提供的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜表面形态，扫描结果如图1所示。由图1可知，实施例1提供的铁酸铜/碳纳米纤维直径均匀、表面光滑，几乎没有串珠结构出现。
对实施例1提供的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜X射线衍射分析，X-射线衍射图如图2所示。
实验例2
将实施例1提供的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜作为电芬顿催化剂对pH＝3的体系、pH＝7的体系进行罗丹明B降解。
具体地，将铂电极和石墨电极固定在电极支架上调节好位置，使两电极平行以此使电压稳定。实施例1提供的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜放入装有罗丹明B的烧杯中，再插入气体流量计使气体喷在阴极电极。
通过电化学工作站，显示电压变化，再隔15-30min对污染物进行取样，通过紫外分光光度计和液相色谱仪测定其浓度。测定结果如图3所示了，图中纵坐标表示某一时刻体系中罗丹明B的浓度与罗丹明B原始浓度的比值。
由图3可知，当体系的pH＝3，负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜于90min左右将罗丹明B完全降解；当体系的pH＝7，负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜对罗丹明B的降解达到50％；说明负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜对罗丹明B的降解效果佳，且负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜对pH＝3的体系中的罗丹明B的降解优于pH＝7的体系。
实验例3
将实施例2提供的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜作为电芬顿催化剂对pH＝3的体系、pH＝5的体系进行洛克沙胂降解。
具体地，将铂电极和石墨电极固定在电极支架上调节好位置，使两电极平行以此使电压稳定。实施例1提供的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜放入装有洛克沙胂的烧杯中，再插入气体流量计使气体喷在阴极电极。
通过电化学工作站，显示电压变化，再隔15-30min对污染物进行取样，通过液相色谱仪测定其浓度。测定结果如图4所示了，图中纵坐标表示某一时刻体系中洛克沙胂的浓度与洛克沙胂原始浓度的比值。
由图4可知，当体系的pH＝3，负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜于75min左右将洛克沙胂完全降解；当体系的pH＝5，负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜对洛克沙胂的降解达到90％；说明负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜对洛克沙胂的降解效果佳，且对pH＝3的体系中的洛克沙胂的降解优于pH＝5的体系。
实验例4
对实施例1-5提供的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜以及对比例1-2提供的三氧化二铁/碳纳米纤维膜对洛克沙胂进行降解，发现对比例1-2提供的三氧化二铁/碳纳米纤维膜降解洛克沙胂的效率远低于实施例1-5提供的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜降解洛克沙胂的效率。
所以，本发明提供的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜可以将电芬顿催化剂中的金属固定在纤维膜内部，不会溢出以造成二次污染，避免了传统异相电芬顿过程中催化剂损失和回收困难问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，其包括：
向聚合物与N，N-二甲基甲酰胺的混合物中加入铜盐、铁盐，混合得到静电纺丝溶液，将所述静电纺丝溶液进行静电纺丝，得到负载有金属盐的聚合物纤维膜，将所述负载有金属盐的聚合物纤维膜热处理，退火即得到所述负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜；
其中，所述聚合物为聚丙烯腈或聚乙烯吡咯烷酮，所述铜盐与所述铁盐的摩尔比为1.8-2.2:1。
2.根据权利要求1所述的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，混合所述聚合物与所述N，N-二甲基甲酰胺，于45-50℃溶解制得所述混合物。
3.根据权利要求1所述的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述热处理步骤包括于260-280℃处理60-120min，所述退火步骤包括于680-720℃退火60-120min。
4.根据权利要求1或3所述的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述热处理步骤于空气气氛中进行，所述退火步骤在氩气或氮气的气氛中进行。
5.根据权利要求1所述的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述聚合物与所述N，N-二甲基甲酰胺的所述混合物中，所述聚合物的质量分数为8～12％。
6.根据权利要求1所述的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝溶液中，所述铜盐以及所述铁盐的总质量与所述聚合物的质量比为1-2:2。
7.根据权利要求1所述的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述铁盐选自于乙酰丙酮铁、硝酸铁、氯化铁中的一种；所述铜盐选自于氯化铜、乙酰丙酮铜、硝酸铜中的一种。
8.根据权利要求1所述的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述的静电纺丝的电源电压为15～20kv，接收距离为11～15cm，所述静电纺丝溶液的推进速度为1～3mL/h。
9.一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜，其特征在于，所述的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜由权利要求1-8任一项所述的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜的制备方法制成。
10.一种如权利要求9所述的负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜作为电芬顿催化剂的应用。
CN201710318718.9A 2017-05-08 2017-05-08 一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜及其制备方法、应用 Active CN106948085B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710318718.9A CN106948085B (zh) 2017-05-08 2017-05-08 一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜及其制备方法、应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710318718.9A CN106948085B (zh) 2017-05-08 2017-05-08 一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜及其制备方法、应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106948085A CN106948085A (zh) 2017-07-14
CN106948085B true CN106948085B (zh) 2019-03-05

Family

ID=59479082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710318718.9A Active CN106948085B (zh) 2017-05-08 2017-05-08 一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜及其制备方法、应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106948085B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108607594A (zh) * 2018-05-08 2018-10-02 河北北方学院 一种铁酸铜/碳纳米纤维/氮掺杂石墨烯复合电催化材料
CN109289542A (zh) * 2018-09-28 2019-02-01 南方科技大学 具有光Fenton催化性能的抗污染超滤膜制备方法
CN110963637A (zh) * 2019-10-27 2020-04-07 平湖石化有限责任公司 一种丙烯酸及酯生产废水的可生化处理方法
CN112023714B (zh) * 2020-07-21 2021-06-18 东华大学 一种可吸附和降解微塑料的功能化碳纤维膜及其制备方法
CN112803030B (zh) * 2020-12-29 2022-06-10 河北工业大学 一种电芬顿复合膜阴极的制备方法及应用方法
CN113213589B (zh) * 2021-04-28 2022-03-29 华南理工大学 一种负载三金属碳纳米纤维电芬顿阴极及其制备方法与应用
CN114345342B (zh) * 2021-12-24 2023-03-21 华南理工大学 一种柔性自支撑异相芬顿催化剂复合膜及其制备方法与应用
CN116351420A (zh) * 2023-03-31 2023-06-30 山东大学 一种非均相光芬顿催化降解染料的铁酸铜纤维及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101161705A (zh) * 2006-10-13 2008-04-16 中国科学院化学研究所 功能性聚合物纳米复合材料及其制备方法和用途
CN101874131A (zh) * 2007-11-30 2010-10-27 丰田自动车株式会社 负载金属微粒的碳纳米纤维的制备方法
CN103088465A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 香港理工大学 一种空心石墨碳纳米小球原位修饰无定形碳纳米纤维或碳纳米管及其制备方法
CN103227334A (zh) * 2013-04-03 2013-07-31 上海交通大学 一种碳载金属催化剂及其制备方法和应用
CN103606689A (zh) * 2013-11-14 2014-02-26 清华大学 氧化改进型静电纺丝制备碳纳米纤维基非贵金属催化剂的方法
CN104178822A (zh) * 2014-07-30 2014-12-03 东华大学 柔性无机纤维材料及其制备方法
CN104857959A (zh) * 2015-05-20 2015-08-26 南京理工大学 一种在中空有序介孔硅球基体中负载铁铜双金属的纳米复合材料及制备方法
CN105870448A (zh) * 2016-06-08 2016-08-17 常熟理工学院 一种高负载量金属氧化物与碳纳米纤维复合柔性电极膜

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080305377A1 (en) * 2007-03-15 2008-12-11 University Of Rochester Long metallic nanowires, methods of making, and use thereof in proton exchange membrane fuel cell

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101161705A (zh) * 2006-10-13 2008-04-16 中国科学院化学研究所 功能性聚合物纳米复合材料及其制备方法和用途
CN101874131A (zh) * 2007-11-30 2010-10-27 丰田自动车株式会社 负载金属微粒的碳纳米纤维的制备方法
CN103088465A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 香港理工大学 一种空心石墨碳纳米小球原位修饰无定形碳纳米纤维或碳纳米管及其制备方法
CN103227334A (zh) * 2013-04-03 2013-07-31 上海交通大学 一种碳载金属催化剂及其制备方法和应用
CN103606689A (zh) * 2013-11-14 2014-02-26 清华大学 氧化改进型静电纺丝制备碳纳米纤维基非贵金属催化剂的方法
CN104178822A (zh) * 2014-07-30 2014-12-03 东华大学 柔性无机纤维材料及其制备方法
CN104857959A (zh) * 2015-05-20 2015-08-26 南京理工大学 一种在中空有序介孔硅球基体中负载铁铜双金属的纳米复合材料及制备方法
CN105870448A (zh) * 2016-06-08 2016-08-17 常熟理工学院 一种高负载量金属氧化物与碳纳米纤维复合柔性电极膜

Also Published As

Publication number Publication date
CN106948085A (zh) 2017-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106948085B (zh) 一种负载有铁酸铜的碳纳米纤维膜及其制备方法、应用
WO2020221286A1 (zh) 一种β-FeOOH/聚丙烯腈的复合纳米纤维膜及其制备方法与应用
CN104451925B (zh) 一种水溶性聚合物/石墨烯复合纤维及其制备方法和应用
KR100605006B1 (ko) 전기방사법으로 제조한 나노섬유의 탄소화에 의한 나노세공 분포를 갖는 활성탄소섬유의 제조방법
CN108842304A (zh) 一种多孔负载型静电纺纳米光催化纤维膜及其制备方法
CN105696114B (zh) 可调控碳纤维材料孔径及孔隙率的制备方法及碳纤维材料
Wang et al. A novel method to fabricate silica nanotubes based on phase separation effect
CN108193500A (zh) 复合纳米纤维和复合纳米纤维担载的催化剂及其制备和应用
CN107151834A (zh) 一种磁性Fe3O4纳米纤维材料、制备方法及其在类过氧化物酶催化反应中的应用
CN104451957A (zh) 低密度SiC纳米纤维及其制备方法
CN112473714A (zh) 负载金属单原子的复合材料及其制备方法和应用
CN101428813B (zh) 一种超细氮化硼连续纳米纤维的制备方法
CN107675281B (zh) Pvp/pan纳米复合纤维的制备方法
CN109898235A (zh) 一种超稳定有机无机杂化钙钛矿纤维薄膜及其制备方法
CN105214738B (zh) 一种高效碳纳米纤维基催化剂及其湿式浸渍制备方法
CN113546625B (zh) 一种静电纺缺陷态TiO2/Fe3O4复合纳米纤维材料及其制备方法
CN108796661B (zh) 一种铂金掺杂荧光纳米纤维的静电纺丝制备方法
CN106958053A (zh) 一种多孔石油焦基碳纤维的制备方法
CN112962174B (zh) 具有分级多孔的纳米纤维及其制备和应用
CN110983620B (zh) 一种柔性碳化硅纳米纤维/碳纳米纤维复合毡材料及其制备方法
Kong et al. A generic approach for preparing core–shell carbon–metal oxide nanofibers: morphological evolution and its mechanism
CN106995948B (zh) 一种氮掺杂碳纳米点/磁性金属氧化物复合纳米纤维材料、制备方法及其应用
CN106082334B (zh) 一种BiVO4纳米带材料的制备方法
CN110230127B (zh) 一种高性能中间相沥青基石墨纤维的制备方法
CN111437845A (zh) 一种Co9S8/CoP纳米棒-多孔中空碳纳米纤维析氧催化剂及其制法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 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