CN111530488A - 一种纳米纤维无光催化微球及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米纤维无光催化微球及其制备方法,该纳米纤维无光催化微球是由无机金属氧化物纳米纤维膜、功能化碳纳米管、石墨烯膜、纳米氮化碳膜组成,所述无机金属氧化物纳米纤维膜的制备方法为通过静电纺丝的方式制备而成,所述无机金属氧化物纳米纤维膜、石墨烯膜和纳米氮化碳膜均放卷喂送到锥形舱体中,通过锥形舱体中的加捻装置将上述复合纤维膜聚拢,并加捻成复合纤维成束条,加捻后的束条与功能化碳纳米管缠绕编织,而后放入圆球舱体内,经过挤压后,得到纳米纤维无光催化微球。该材料提高了对气体的吸附能力和净化能力,达到了无光催化的效果,且制备方法简单。
Description
技术领域
本发明涉及纳米纤维无光催化微球技术领域,具体是一种纳米纤维无光催化微球及其制备方法。
背景技术
光触媒分解醛类物质,其核心成分一般是纳米二氧化钛(TiO2),然而,一般的光触媒由于禁带宽度较大,只能在紫外光激发下才能发生反应,显而易见,对于室内除醛,光触媒几乎不会有任何作用,因为大多数的节能灯、日光灯和LED灯都几乎不含有紫外波段的光,对于不能在可见光波段(400至800纳米)发生光催化反应的光触媒来说,即使它别的指标再好,对醛类物质等有害气体的防护效果也是极其有限的,众所周知,太阳光中约4%左右是紫外光,约49%左右是可见光,剩下的是红外光和远红外光,在室内如果利用光触媒除醛,除非安装紫外灯对光触媒进行照射,否则不会起任何催化作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米纤维无光催化微球及其制备方法及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种纳米纤维无光催化微球,该纳米纤维无光催化微球是由无机金属氧化物纳米纤维膜、功能化碳纳米管、石墨烯膜、纳米氮化碳膜组成,所述无机金属氧化物纳米纤维膜的制备方法为通过静电纺丝的方式制备而成,所述无机金属氧化物纳米纤维膜、石墨烯膜和纳米氮化碳膜均放卷喂送到锥形舱体中,通过锥形舱体中的加捻装置将上述复合纤维膜聚拢,并加捻成复合纤维成束条,加捻后的束条与功能化碳纳米管缠绕编织,而后放入圆球舱体内,经过挤压后,得到纳米纤维无光催化微球。
优选的,所述无机金属氧化物纳米纤维膜中的无机金属化物为二氧化锰、氧化铜、氧化烯或二氧化钛中的一种或几种组合。
优选的,所述无机金属氧化物纳米纤维膜的幅宽为1.0-1.3m,厚度为100-600μm。
优选的,所述功能化碳纳米管的管口直径为8-20nm。
优选的,所述石墨烯膜为氧化石墨烯或还原氧化石墨烯制成。
优选的,所述纳米纤维微球的球直径为2-4mm,内部孔隙率为30%-60%,孔径的大小为300-3000nm,孔径为不规则形状。
优选的,所述纳米氮化碳膜为纳米单层的氮化碳或纳米多层的氮化碳组成。
一种纳米纤维无光催化微球的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将碳纳米管放入到12mol/L的浓硝酸和18mol/L的浓硫酸的混合液中,且浓硝酸与浓硫酸的体积比为1:3,并将混合液加热至40-60℃,并保温2-4h,清水洗涤直至中性,得到功能化的碳纳米管;
S2、通过加捻装置将无机金属氧化物纳米纤维膜、石墨烯膜和纳米氮化碳膜加捻成束条,通过牵引装置将束条和碳纳米管牵引至一处进行缠绕编织,对编织而成的纤维条进行定长切割,所述切割的长度为1-3cm;
S3、将切割而成的纤维条送入成球仪中加工成微球。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过无机金属氧化物纳米纤维膜、功能化碳纳米管、石墨烯膜和纳米氮化碳膜编织形成的微球,通过内部孔径,增加与污染空气的接触面积,提高对气体的吸附能力和净化能力,通过无机金属氧化物纳米纤维膜配合功能化纳米管和石墨烯膜等达到了无光催化的效果,功能化纳米管和石墨烯膜可利用可见光作为入射光,产生光电子实现无光催化效果。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种纳米纤维无光催化微球,该纳米纤维无光催化微球是由无机金属氧化物纳米纤维膜、功能化碳纳米管、石墨烯膜、纳米氮化碳膜组成,所述无机金属氧化物纳米纤维膜的制备方法为通过静电纺丝的方式制备而成,所述无机金属氧化物纳米纤维膜、石墨烯膜和纳米氮化碳膜均放卷喂送到锥形舱体中,通过锥形舱体中的加捻装置将上述复合纤维膜聚拢,并加捻成复合纤维成束条,加捻后的束条与功能化碳纳米管缠绕编织,而后放入圆球舱体内,经过挤压后,得到纳米纤维无光催化微球。
所述无机金属氧化物纳米纤维膜中的无机金属化物为二氧化锰、氧化铜、氧化烯或二氧化钛中的一种或几种组合。
实施例一
所述无机金属氧化物纳米纤维膜的幅宽为1.0m,厚度为100μm。
所述功能化碳纳米管的管口直径为8nm。
所述石墨烯膜为氧化石墨烯或还原氧化石墨烯制成。
所述纳米纤维微球的球直径为2mm,内部孔隙率为30%,孔径的大小为300nm,孔径为不规则形状。
所述纳米氮化碳膜为纳米单层的氮化碳或纳米多层的氮化碳组成。
一种纳米纤维无光催化微球的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将碳纳米管放入到12mol/L的浓硝酸和18mol/L的浓硫酸的混合液中,且浓硝酸与浓硫酸的体积比为1:3,并将混合液加热至40℃,并保温2h,清水洗涤直至中性,得到功能化的碳纳米管;
S2、通过加捻装置将无机金属氧化物纳米纤维膜、石墨烯膜和纳米氮化碳膜加捻成束条,通过牵引装置将束条和碳纳米管牵引至一处进行缠绕编织,对编织而成的纤维条进行定长切割,所述切割的长度为1cm;
S3、将切割而成的纤维条送入成球仪中加工成微球。
实施例二
所述无机金属氧化物纳米纤维膜的幅宽为1.2m,厚度为300μm。
所述功能化碳纳米管的管口直径为14nm。
所述石墨烯膜为氧化石墨烯或还原氧化石墨烯制成。
所述纳米纤维微球的球直径为3mm,内部孔隙率为50%,孔径的大小为2000nm,孔径为不规则形状。
所述纳米氮化碳膜为纳米单层的氮化碳或纳米多层的氮化碳组成。
一种纳米纤维无光催化微球的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将碳纳米管放入到12mol/L的浓硝酸和18mol/L的浓硫酸的混合液中,且浓硝酸与浓硫酸的体积比为1:3,并将混合液加热至50℃,并保温3h,清水洗涤直至中性,得到功能化的碳纳米管;
S2、通过加捻装置将无机金属氧化物纳米纤维膜、石墨烯膜和纳米氮化碳膜加捻成束条,通过牵引装置将束条和碳纳米管牵引至一处进行缠绕编织,对编织而成的纤维条进行定长切割,所述切割的长度为2cm;
S3、将切割而成的纤维条送入成球仪中加工成微球。
实施例三
所述无机金属氧化物纳米纤维膜的幅宽为1.3m,厚度为600μm。
所述功能化碳纳米管的管口直径为20nm。
所述石墨烯膜为氧化石墨烯或还原氧化石墨烯制成。
所述纳米纤维微球的球直径为4mm,内部孔隙率为60%,孔径的大小为3000nm,孔径为不规则形状。
所述纳米氮化碳膜为纳米单层的氮化碳或纳米多层的氮化碳组成。
一种纳米纤维无光催化微球的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将碳纳米管放入到12mol/L的浓硝酸和18mol/L的浓硫酸的混合液中,且浓硝酸与浓硫酸的体积比为1:3,并将混合液加热至60℃,并保温4h,清水洗涤直至中性,得到功能化的碳纳米管;
S2、通过加捻装置将无机金属氧化物纳米纤维膜、石墨烯膜和纳米氮化碳膜加捻成束条,通过牵引装置将束条和碳纳米管牵引至一处进行缠绕编织,对编织而成的纤维条进行定长切割,所述切割的长度为3cm;
S3、将切割而成的纤维条送入成球仪中加工成微球。
测试结果如下,其中对比例为市场上某类光触媒分解醛类物质:
产品 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 对比例 |
甲醛去除率(%) | 90 | 89.5 | 91 | 82 |
由此可见,本发明提供的纳米纤维无光催化微球增加了与污染空气的接触面积,提高对气体的吸附能力和净化能力,同时增加了无光环境下催化甲醛的能力。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (8)
1.一种纳米纤维无光催化微球,其特征在于,该纳米纤维无光催化微球是由无机金属氧化物纳米纤维膜、功能化碳纳米管、石墨烯膜、纳米氮化碳膜组成,所述无机金属氧化物纳米纤维膜的制备方法为通过静电纺丝的方式制备而成,所述无机金属氧化物纳米纤维膜、石墨烯膜和纳米氮化碳膜均放卷喂送到锥形舱体中,通过锥形舱体中的加捻装置将上述复合纤维膜聚拢,并加捻成复合纤维成束条,加捻后的束条与功能化碳纳米管缠绕编织,而后放入圆球舱体内,经过挤压后,得到纳米纤维无光催化微球。
2.根据权利要求1所述的一种纳米纤维无光催化微球,其特征在于,所述无机金属氧化物纳米纤维膜中的无机金属化物为二氧化锰、氧化铜、氧化烯或二氧化钛中的一种或几种组合。
3.根据权利要求2所述的一种纳米纤维无光催化微球,其特征在于,所述无机金属氧化物纳米纤维膜的幅宽为1.0-1.3m,厚度为100-600μm。
4.根据权利要求3所述的一种纳米纤维无光催化微球,其特征在于,所述功能化碳纳米管的管口直径为8-20nm。
5.根据权利要求4所述的一种纳米纤维无光催化微球,其特征在于,所述石墨烯膜为氧化石墨烯或还原氧化石墨烯制成。
6.根据权利要求5所述的一种纳米纤维无光催化微球,其特征在于,所述纳米纤维微球的球直径为2-4mm,内部孔隙率为30%-60%,孔径的大小为300-3000nm,孔径为不规则形状。
7.根据权利要求6所述的一种纳米纤维无光催化微球,其特征在于,所述纳米氮化碳膜为纳米单层的氮化碳或纳米多层的氮化碳组成。
8.一种纳米纤维无光催化微球的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将碳纳米管放入到12mol/L的浓硝酸和18mol/L的浓硫酸的混合液中,且浓硝酸与浓硫酸的体积比为1:3,并将混合液加热至40-60℃,并保温2-4h,清水洗涤直至中性,得到功能化的碳纳米管;
S2、通过加捻装置将无机金属氧化物纳米纤维膜、石墨烯膜和纳米氮化碳膜加捻成束条,通过牵引装置将束条和碳纳米管牵引至一处进行缠绕编织,对编织而成的纤维条进行定长切割,所述切割的长度为1-3cm;
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200814 |
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