CN108998962A - 一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法 - Google Patents

一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108998962A
CN108998962A CN201810810944.3A CN201810810944A CN108998962A CN 108998962 A CN108998962 A CN 108998962A CN 201810810944 A CN201810810944 A CN 201810810944A CN 108998962 A CN108998962 A CN 108998962A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fabric
titanium dioxide
butyl titanate
dioxide nano
fabricated
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.)
Pending
Application number
CN201810810944.3A
Other languages
English (en)
Inventor
王淑花
鲍站霞
高银东
于晓颖
史晟
侯文生
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.)
Taiyuan University of Technology
Original Assignee
Taiyuan University of Technology
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 Taiyuan University of Technology filed Critical Taiyuan University of Technology
Priority to CN201810810944.3A priority Critical patent/CN108998962A/zh
Publication of CN108998962A publication Critical patent/CN108998962A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/32Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/36Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/46Oxides or hydroxides of elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table; Titanates; Zirconates; Stannates; Plumbates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/10Photocatalysts
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/02Natural fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/04Vegetal fibres
    • D06M2101/06Vegetal fibres cellulosic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法,属于二氧化钛纳米粒子的应用技术领域,TiO2光催化易团聚、易流失、难回收、太阳光利用率低的问题,首先将无水乙醇与钛酸丁酯配制成钛酸丁酯溶液,将纯棉织物浸入其中24h;然后水解0.5h,再转入聚四氟乙烯高压釜中,120℃‑150℃水热处理8h;最后在马弗炉中分别于200‑400℃煅烧1h,得到负载TiO2纳米颗粒的织物。本发明便于纳米TiO2的回收再利用,避免了传统TiO2粉体因易团聚、易流失而导致的光催化活性降低的问题,可有效降解污水有机污染物。

Description

一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法
技术领域
本发明属于二氧化钛纳米粒子的应用技术领域,具体涉及一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展,人们收入水平日益提高,对生活品位的追求也不断提高,导致纺织品使用周期缩短,产生了大量的废旧纺织品。我国每年产生的废旧纺织品的数量惊人,但综合利用率仅为10%,与发达国家高于16%的回收率相比,有着巨大的发展空间。因此,废旧纺织品的回收再利用事业发展前景无比诱人。
TiO2光催化具有氧化活性较高,化学稳定性好,无毒害,无污染,成本低等优点,在处理污水方面具有比传统工艺更加明显的优势,对环境保护有重要的意义。TiO2之所以具有光催化性能是因为其具有半导体的能带结构,即由满电子的低能价带和空电子的高能导带构成,价带和导带之间存在禁带,其中锐钛矿型二氧化钛的禁带宽度为3.2ev,因此该催化剂可以利用的太阳光能不超过2.5 %~3.5 %。只有当小于或等于378 nm波长的光照射到二氧化钛半导体上时,价带上的电子才会被激发到导带,同时在价带上留下空穴。在电场力的作用下,电子和空穴会向二氧化钛表面迁移,形成电子-空穴对。由于电子的强还原性和空穴的强氧化性,在电子与空穴复合之前能够与催化剂表面吸附的物质发生一系列氧化还原反应,使污水中有机污染物彻底分解为二氧化碳和水等无机物,不会对环境造成二次污染。但是,TiO2光催化也存在一定的缺点,比如易团聚、易流失、难回收、太阳光利用率低等。
发明内容
本发明针对TiO2光催化易团聚、易流失、难回收、太阳光利用率低的问题,提供一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法。
本发明采用如下技术方案:
一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法,包括如下步骤:
第一步,浸渍织物:将无水乙醇置于容器中,在超声条件下,滴入钛酸丁酯,混合均匀后,得到钛酸丁酯溶液,将织物浸渍到钛酸丁酯溶液中24h,其中无水乙醇和钛酸丁酯的体积比为:15:1;
第二步,水解,将第一步中浸渍处理的织物,浸没在无水乙醇中,超声条件下,滴入去离子水,水解0.5h,其中无水乙醇和去离子水的体积比为1:1;
第三步,水热处理,将第二步水解后的混合溶液,置于高压釜中,在120-150℃条件下,水热处理8h后,自然冷却;
第四步,超声洗涤,将第三步水热处理后的混合溶液,超声1min,再用去离子水洗涤织物三次;
第五步,煅烧,将第四步中洗涤后的织物,在马弗炉中200-400℃条件下,煅烧1h后,自然冷却后,得到复杂二氧化钛纳米粒子的织物。
第一步中所述织物为纯棉织物。
第一步中所述钛酸丁酯和织物的体积质量比为8mL:1.6g-8mL:1.7g。
本发明的有益效果如下:
1. 本发明实现了锐钛矿型TiO2纳米颗粒在织物纤维上的原位合成,同时将TiO2纳米材料的优良特性永久性地赋予了织物,赋予了棉织物优越的光催化性能。
2. 本发明通过织物负载TiO2,增大了TiO2与污水的接触面积,有效提高了TiO2降解污水有机污染物的效率,将吸附的有机污染物直接在织物上降解为二氧化碳和水。
3. 本发明便于纳米TiO2的回收再利用,避免了传统TiO2粉体因易团聚、易流失而导致的光催化活性降低的问题。
4. 本发明织物作为载体来源广泛,制备成本低、无污染,操作简单、经济高效。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的负载二氧化钛纳米粒子的纯棉织物的扫描电镜图;
图2为本发明实施例1制备的负载二氧化钛纳米粒子的纯棉织物的XRD图谱;
图3为本发明实施例3制备的负载二氧化钛纳米粒子的纯棉织物的扫描电镜图;
图4为本发明实施例3制备的负载二氧化钛纳米粒子的纯棉织物的XRD图谱。
具体实施方式
实施例1
第一步,取120mL无水乙醇于烧杯中,边超声边逐滴滴入8mL钛酸丁酯,混合配制成钛酸丁酯溶液,再将1.6227g的纯棉织物浸渍到配制的溶液中24h;
第二步,将第一步处理的纯棉织物浸没在20mL无水乙醇中,边超声边逐滴滴入20mL去离子水,水解0.5h;
第三步,将第二步中的水解后的混合溶液置于聚四氟乙烯高压釜中,120℃水热处理8h,室温冷却;
第四步,将第三步水热处理后的混合溶液倒入烧杯中,超声1min,再用去离子水洗涤织物三次,以去除表面结合不牢的物质,干燥;
第五步,将第四步洗涤后的纯棉织物在马弗炉中于200℃下煅烧1h,室温冷却,得到负载二氧化钛纳米粒子的纯棉织物,其SEM图及XRD图谱分别如图1、图2所示。
将该实施例中所得样品进行吸附降解实验。称取0.1730g样品放入盛有30mL10mg/L的亚甲基蓝模拟废水中,暗吸附30min后,开启波长为253.7nm的紫外灯,光照1h后,降解率为33.7%。
实施例2
第三步中水热处理温度为130℃,其余步骤同实施例1。
实施例3
第三步中水热处理温度为150℃,其余步骤同实施例1。其SEM图及XRD图谱分别如图3、图4所示。
实施例4
第五步中在马弗炉的煅烧温度为300℃,其余步骤同实施例1。
实施例5
第三步同实施例2,第五步同实施例4,其余步骤同实施例1。
实施例6
第三步同实施例3,第五步同实施例4,其余步骤同实施例1。
实施例7
第五步中在马弗炉的煅烧温度为400℃,其余步骤同实施例1。
实施例8
第三步同实施例2,第五步同实施例7,其余步骤同实施例1。
实施例9
第三步同实施例3,第五步同实施例7,其余步骤同实施例1。

Claims (3)

1.一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法,其特征在于:包括如下步骤:
第一步,浸渍织物:将无水乙醇置于容器中,在超声条件下,滴入钛酸丁酯,混合均匀后,得到钛酸丁酯溶液,将织物浸渍到钛酸丁酯溶液中24h,其中无水乙醇和钛酸丁酯的体积比为:15:1;
第二步,水解,将第一步中浸渍处理的织物,浸没在无水乙醇中,超声条件下,滴入去离子水,水解0.5h,其中无水乙醇和去离子水的体积比为1:1;
第三步,水热处理,将第二步水解后的混合溶液,置于高压釜中,在120-150℃条件下,水热处理8h后,自然冷却;
第四步,超声洗涤,将第三步水热处理后的混合溶液,超声1min,再用去离子水洗涤织物三次;
第五步,煅烧,将第四步中洗涤后的织物,在马弗炉中200-400℃条件下,煅烧1h后,自然冷却后,得到复杂二氧化钛纳米粒子的织物。
2.根据权利要求1所述的一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法,其特征在于:第一步中所述织物为纯棉织物。
3.根据权利要求1所述的一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法,其特征在于:第一步中所述钛酸丁酯和织物的体积质量比为8mL:1.6g-8mL:1.7g。
CN201810810944.3A 2018-07-23 2018-07-23 一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法 Pending CN108998962A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810810944.3A CN108998962A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810810944.3A CN108998962A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108998962A true CN108998962A (zh) 2018-12-14

Family

ID=64596179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810810944.3A Pending CN108998962A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108998962A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109663601A (zh) * 2019-01-04 2019-04-23 三峡大学 负载纳米材料BiOBr/织物的制备方法及其去除铜绿微囊藻中的应用
CN111391040A (zh) * 2019-09-12 2020-07-10 绿城装饰工程集团有限公司 一种无机硅酸钙复合板的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100233812A1 (en) * 2008-03-28 2010-09-16 Nanyang Technological University The Board of Trustees of the Leland Stanford Junior University Membrane made of a nanostructured material
CN101876144A (zh) * 2010-07-06 2010-11-03 西安工程大学 一种采用钛酸丁酯对棉织物进行改性的方法
CN103482699A (zh) * 2013-09-22 2014-01-01 中北大学 基于光催化活性的二氧化钛纳米纤维的制备方法
CN105401404A (zh) * 2015-11-10 2016-03-16 盐城工学院 一种用于处理印染废水的织物及其制备方法
CN105696308A (zh) * 2015-07-31 2016-06-22 四川大学 一种纺织品上负载纳米二氧化钛的整理方法
CN107938028A (zh) * 2017-12-06 2018-04-20 西安理工大学 一种具有强吸附作用的光催化复合纤维的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100233812A1 (en) * 2008-03-28 2010-09-16 Nanyang Technological University The Board of Trustees of the Leland Stanford Junior University Membrane made of a nanostructured material
CN101876144A (zh) * 2010-07-06 2010-11-03 西安工程大学 一种采用钛酸丁酯对棉织物进行改性的方法
CN103482699A (zh) * 2013-09-22 2014-01-01 中北大学 基于光催化活性的二氧化钛纳米纤维的制备方法
CN105696308A (zh) * 2015-07-31 2016-06-22 四川大学 一种纺织品上负载纳米二氧化钛的整理方法
CN105401404A (zh) * 2015-11-10 2016-03-16 盐城工学院 一种用于处理印染废水的织物及其制备方法
CN107938028A (zh) * 2017-12-06 2018-04-20 西安理工大学 一种具有强吸附作用的光催化复合纤维的制备方法

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
余家会等: "《纳米生物医药》", 31 December 2011, 华东理工大学出版社 *
冯若等: "《超声手册》", 31 October 1999, 南京大学出版社 *
吴赞敏: "《纺织品清洁染整加工技术》", 31 January 2007, 中国纺织出版社 *
周文雅等: "浸轧水热法负载二氧化钛棉织物的性能研究", 《印染助剂》 *
李瑞雪等: "原位生成二氧化钛对棉纤维抗紫外线性能的影响", 《纺织学报》 *
蔡定建: "《无机化学实验》", 31 August 2013, 华中科技大学出版社 *
魏海霞: ""废旧棉织物制备活性炭纤维及其吸附性能的研究",魏海霞,《万方数据》,第1-96页", 《万方数据》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109663601A (zh) * 2019-01-04 2019-04-23 三峡大学 负载纳米材料BiOBr/织物的制备方法及其去除铜绿微囊藻中的应用
CN111391040A (zh) * 2019-09-12 2020-07-10 绿城装饰工程集团有限公司 一种无机硅酸钙复合板的制备方法
CN111391040B (zh) * 2019-09-12 2022-02-11 绿城装饰工程集团有限公司 一种无机硅酸钙复合板的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
He et al. Room-temperature in situ fabrication and enhanced photocatalytic activity of direct Z-scheme BiOI/g-C3N4 photocatalyst
Wang et al. Facile fabrication of direct Z-scheme MoS2/Bi2WO6 heterojunction photocatalyst with superior photocatalytic performance under visible light irradiation
CN102580742B (zh) 一种活性炭负载氧化亚铜光催化剂及其制备方法
Xu et al. BiOCl decorated NaNbO3 nanocubes: a novel pn heterojunction photocatalyst with improved activity for ofloxacin degradation
CN103934012B (zh) SnS2/g-C3N4复合纳米片光催化剂及制备方法
CN103285861B (zh) 一种具有可见光活性的Ag3VO4/TiO2复合纳米线其制备方法及应用
CN107243340B (zh) 一种二氧化铈纳米棒掺杂二氧化钛纳米颗粒光催化剂的制备方法
Sun et al. Designing double Z-scheme heterojunction of g-C3N4/Bi2MoO6/Bi2WO6 for efficient visible-light photocatalysis of organic pollutants
CN105642332B (zh) 一种g-C3N4/TiO2复合光催化剂及其制备方法
Liu et al. Fabrication of highly efficient heterostructured Ag-CeO2/g-C3N4 hybrid photocatalyst with enhanced visible-light photocatalytic activity
CN112657533B (zh) 一种碳氮硫共掺杂的异质结光催化剂及其制备方法和用途
CN109985644B (zh) 一种高效降解水中有机染料的光催化剂及其制备方法
Feng et al. Two-step construction of WO3@ TiO2/CS-biochar S-scheme heterojunction and its synergic adsorption/photocatalytic removal performance for organic dye and antibiotic
Xie et al. Evaluation of visible photocatalytic performance of microwave hydrothermal synthesis of MnO2/TiO2 core-shell structures and gaseous mercury removal
Lin et al. Synthesis of a carbon-loaded Bi2O2CO3/TiO2 photocatalyst with improved photocatalytic degradation of methyl orange dye
CN106693996A (zh) 硫化铋‑铁酸铋复合可见光催化剂的制备方法及其应用
Tang et al. Fe2O3/TiO2 film electrodes prepared by the forced hydrolysis method and their photoelectrocatalytic performance
CN108998962A (zh) 一种直接在织物纤维上原位合成二氧化钛纳米粒子的方法
Cui et al. Fabrication of novel heterojunction of (1D) Nb2O5 nanorod/(0D) CdS nanoparticles for efficient removal of U (VI) from water
Ma et al. Zn/Ce metal-organic framework-derived ZnO@ CeO2 nano-heterojunction for enhanced photocatalytic activity
CN114100598A (zh) 一种自下而上的范德华异质结光催化及光电催化材料的组装方法
CN110201722B (zh) 一种处理高盐废水中玫瑰红b的磷酸银复合光催化剂及其制备方法和应用
CN112495436A (zh) 一种聚吡咯/二氧化钛/石墨相氮化碳三元复合光催化材料及其制备方法
Bi et al. Construction of Bi2O3/Bi28O32 (SO4) 10 three-dimensional microsphere heterojunction and the photoelectrocatalysis performance
Yu et al. Sequential assembly of PEDOT/BiVO 4/FeOOH onto cotton fabrics for photocatalytic degradation of reactive dyes

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181214

RJ01 Rejection of invention patent application after publication