CN112108183A - 一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，属于光催化技术。向光催化剂和二氧化硅粘结剂中加入溶剂，配置成催化剂悬浊液；将催化剂悬浊液涂覆在柔性纤维基底上，烘干制得负载光催化剂前体；将负载光催化剂前体在碱性液中浸泡，烘干得目标产物负载光催化剂，光催化剂的负载量为0.2～1.6mg/cm2。与其他负载方法相比，该方法不需要高温处理，采用二氧化硅粘结剂和柔性纤维基底，仅通过干燥便可将光催化剂稳定地负载在载体上，粘结效果好，操作简便，设备要求低，成本低，能够大规模地制备负载光催化剂；光催化活性高，在碱性反应液中具备更好的重复利用性能；选用的柔性载体材料，便于进行其他处理，性能稳定，适用面广。
Description
技术领域
本发明属于光催化技术领域，特别涉及一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法。
背景技术
经济与社会的不断发展导致了日趋严重的能源危机与环境污染问题，可持续发展迫在眉睫。光催化技术可以直接利用太阳光照射半导体催化剂产生电子空穴对进而驱动氧化还原反应实现光催化分解水制氢与光催化降解污染物，在能源与环境领域有重要应用。
根据光催化剂存在的不同状态，分为粉末悬浮体系和负载固定体系。粉末悬浮体系的活性较高。但是为了保证反应时催化剂颗粒的悬浮状态，需要额外的能量输入提供搅拌或使反应液流动，运行成本高，难以大规模推广应用。此外，反应后催化剂的回收与重复利用困难。负载固定体系通过将半导体光催化剂负载到稳定的载体上，可以克服这些缺点，因此，在空气净化、污染物降解等领域中以不锈钢、泡沫金属等为载体的负载光催化剂被广泛研究。载体上固定化催化剂需要考虑载体材料和负载方法两个方面。常见载体材料中不锈钢、玻璃获取简单，但自身结构缺陷导致比表面积相对较小，负载效果欠佳；泡沫金属为多孔结构，改善了负载面积问题，但其与前者表面均较为光滑，直接负载光催化剂脱落率较高，而且两者都是刚性材料，加工处理难度高，同时存储时对空间要求较高，这阻碍了它们的进一步应用；而其他载体材料受限于加工或其他问题仍处于研发中。另外针对载体表面组成的不同，部分载体在负载之前需要对载体表面进行亲疏水性改性处理以实现光催化剂在载体表面均匀分布，在此过程中通常使用化学试剂冲洗浸泡，不利于大规模应用，这个问题对刚性载体而言尤为突出。负载方法主要有溶胶-凝胶法、热沉积法、化学气相沉积法、逐层沉积法和电泳沉积法等。然而这些方法或者需要高温处理，或者操作方法复杂，成本高，难以快速、大规模地制备负载型光催化剂，不利于实际应用。基于简化负载方法的理念，直接涂覆法常被用于负载光催化剂，负载效果通常由载体表面性质如官能团等与光催化剂的结合程度决定，虽然操作简单但脱落率高。
在此基础上，利用粘结剂将催化剂与载体连接，有效改善了催化剂脱落问题，常用的粘结剂大多为一种或多种有机物，但有机物大多在长时间光照下会发生老化，减少了负载光催化剂重复利用的机会且有机物粘结剂通常对光有较强的吸收能力，不利于光催化反应，其应用范围较为局限。
发明内容
为解决上述技术中光催化剂容易脱落的问题，本发明的目的在于提供了一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，该方法充分利用粘结剂辅助涂覆法的优势，无需高温处理，设备要求低，成本低，仅需简单干燥便可将光催化剂稳定地负载在柔性纤维基底上，操作简便，能够轻松实现大规模地制备负载光催化剂。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，包括以下步骤：
向溶剂中加入光催化剂和二氧化硅粘结剂，配置成催化剂悬浊液；
将催化剂悬浊液涂覆在柔性纤维基底上，烘干制得负载光催化剂前体；
将负载光催化剂前体在碱性液中浸泡，烘干得目标产物负载光催化剂。
作为本发明的进一步改进，所述溶剂为去离子水。
作为本发明的进一步改进，所述光催化剂为半导体光催化剂。
作为本发明的进一步改进，所述粘结剂直径为100nm～2μm。
作为本发明的进一步改进，所述让光催化剂和粘结剂分散采用超声震荡处理，超声震荡时间为10～40min。
作为本发明的进一步改进，所述粘结剂与光催化剂的质量之比为(0.25～3):1；所述催化剂悬浊液质量浓度2～16mg/mL。
作为本发明的进一步改进，所述柔性纤维基底选自具有三维纤维结构的无尘纸。
作为本发明的进一步改进，所述无尘纸是由55％纤维素与45％聚酯纤维经水刺工艺制备。
作为本发明的进一步改进，两次烘干温度为30～80℃，时间为10～120min。
作为本发明的进一步改进，碱性液pH＝11.5～14，可用氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、硫化钠/亚硫酸钠混合溶液等常规碱性溶液；碱性液浸泡处理时间为0.5-10h。
作为本发明的进一步改进，光催化剂的负载量为0.2～1.6mg/cm2，光催化剂的负载量优选为0.8mg/cm2。
本发明相比于现有技术，具有以下优点：
本发明负载型光催化剂的制备方法，首先将光催化剂与二氧化硅粘结剂加入去离子水中分散成催化剂悬浊液，然后均匀涂覆于柔性载体材料上，干燥后获得负载光催化剂前体，再通过碱性处理干燥后得到负载光催化剂。选用的无尘纸载体为亲水性柔性纤维材料。材料自身的亲水性省去了复杂高成本的亲水性表面处理，在以水为光催化剂分散介质时，能够获得极好的分散效果，保证光催化剂的均匀性；自身的柔性结构降低了对载体形状、尺寸加工的难度，同时可折叠性在碱性处理这一制备步骤中省去了大量碱性液，为大规模制备提供可能，而且柔性材料更便于储存；优选的载体材料为无尘纸，在保证亲水性与柔性的前提下，呈纤维状具有三维结构，增加了负载光催化剂的表面积与光照面积，且减少了传质限制。同时，在碱性液处理过程中，二氧化硅粘结剂颗粒逐步转化成硅酸盐，相互之间形成更为紧密的网状结构，将亲水性柔性载体材料与光催化剂稳固连接；最后，基于对粘结效果、光催化性能、大规模制备等多方面的考量，该方法采用无尘纸这一柔性纤维基底，有效弥补了使用常规载体时的不足。避免了光催化粉末体系运行成本高、催化剂难以回收和循环利用的问题。
进一步，本发明提供了一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，使用小尺寸二氧化硅颗粒作为粘结剂，直接将光催化剂与载体粘结，操作步骤简便，不需要高温煅烧，设备要求简单，成本低。
进一步，本发明选用的粘结剂二氧化硅粉末可直接购买获得，无需进一步处理，价格便宜，具备粘结剂所需的亲水性，能够很好地附着在所选载体上，同时粗糙的表面便于光催化剂的负载，有效增强载体材料与催化剂颗粒间的联系，保证了催化剂的稳固负载。
进一步，本发明制备的负载光催化剂前体在碱性液处理后，载体上分散的二氧化硅颗粒会转化成硅酸盐粘结层，具备更强的粘结性，同时增加其与亲水载体之间的粘结面积，提高了粘结剂的粘结效果，这共同提高了负载光催化剂的重复利用性。另外，硅酸盐粘结层在生长连接的过程中，其表面的光催化剂相应地分散开，有效扩展其吸光面积，优化了光催化剂对入射光的利用率；而且硅酸盐粘结层对光的吸收效率极低，因而能通过反射与散射让光催化剂吸收更多间接光，并以此提高光催化效率。
进一步，本发明的干燥过程对温度要求并不严格，既可以在室内加热台上进行，也可以在室外太阳光照射下进行干燥，能够快速、大规模地制备负载光催化剂，有利于实际应用。
附图说明
图1为与本发明相关的的SEM照片；a，实施例1、2和对比例1、2所用无尘纸(airlaidpaper，缩写为AP)的；b，对比例2无尘纸负载Cd0.5Zn0.5S(缩写为CZS)的；c，对比例1无尘纸滴涂SiO2的；d，对比例1无尘纸滴涂SiO2后经碱性液处理的；e，实施例1无尘纸同时滴涂负载SiO2和CZS后得到负载光催化剂前体的；f，实施例1无尘纸同时滴涂负载SiO2和CZS后经碱性液处理得到负载光催化剂的；
图2为与本发明相关的的XRD图谱，其中曲线AP为实施例1、2和对比例1、2所用无尘纸的；曲线pH-CZS/SiO2/AP为实施例1无尘纸同时滴涂负载SiO2和CZS后经碱性液处理得到负载光催化剂的；曲线CZS/SiO2/AP为实施例1无尘纸同时滴涂负载SiO2和CZS得到负载光催化剂前体的；曲线CZS/AP为对比例2无尘纸负载CZS的；曲线CZS为Cd0.5Zn0.5S粉末光催化剂的；曲线pH-SiO2/AP为对比例1无尘纸滴涂SiO2后经碱性液处理的；曲线SiO2/AP为对比例1无尘纸滴涂SiO2的；
图3为与本发明相关的的紫外-可见光吸收光谱图，图示标注理解同图2；
图4为负载光催化剂添加SiO2前后的产氢活性对比，图示标注同图2；
图5为实例1制备的负载光催化剂光催化产氢活性和稳定性测试实验结果。
具体实施方式
本发明采用的技术方案是提供一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，包括如下步骤：
(1)将光催化剂和二氧化硅粘结剂加入去离子水中，让光催化剂和二氧化硅分散均匀，配置成催化剂悬浊液；
优选的，光催化剂为半导体光催化剂，优选产氢活性优异的硫化物光催化剂Cd0.5Zn0.5S。粘结剂为直径100nm～2μm的二氧化硅粉末，优选直径为300nm二氧化硅粉末。让光催化剂和粘结剂分散均匀的技术手段为现有技术，优选超声震荡10～40min，优选超声时间30min。催化剂悬浊液质量浓度2～16mg/mL，优选8mg/mL。粘结剂与光催化剂的重量之比为0.25～3:1，优选1:1。
(2)将亲水性载体材料用去离子水冲洗干净，干燥；
优选的，亲水性柔性载体材料，优选具有三维纤维结构的无尘纸，是由55％纤维素(原生木浆)与45％聚酯纤维(非纺织)经水刺工艺制备。
(3)将步骤(1)制备的催化剂悬浊液均匀涂覆在步骤(2)所得载体材料上，放置在具有一定温度的烘干平台上干燥制得负载光催化剂前体。
优选的，催化剂悬浊液涂覆技术包括浸渍、滴涂、刷涂、喷涂，优选滴涂。烘干平台的选用，制备小型负载光催化剂时可为加热台，制备大面积的负载光催化剂时可为室外太阳光照射下的平板装置如木板、玻璃等。干燥温度范围为30～80℃，干燥时间10～120min，优选干燥温度50℃，优选干燥时间30min。
(4)将步骤(3)所得负载光催化剂前体在碱性液中浸泡处理，并放置在具有一定温度的烘干平台上干燥获得目标产物负载光催化剂。
优选的，碱性液pH＝11.5～14，优选pH＝13碱性溶液；可用氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、硫化钠/亚硫酸钠混合溶液等常规碱性溶液。碱性液处理时间为0.5-10h，优选3h。干燥过程同步骤(3)。所得材料上光催化剂的负载量为0.2～1.6mg/cm2，优选0.8mg/cm2。
本发明制备的所述的负载光催化剂在光催化制氢、光催化降解气体与污染物等领域中的应用。
与其他负载方法相比，该方法不需要高温处理，采用二氧化硅粘结剂和柔性纤维基底，仅通过干燥便可将光催化剂稳定地负载在载体上，粘结效果好，操作简便，设备要求低，成本低，能够大规模地制备负载光催化剂；光催化活性高，在碱性反应液中具备更好的重复利用性能；选用的柔性载体材料，便于进行其他处理，性能稳定，适用面广。
以下通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但不能认定本发明的范围仅限以下的实例，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明上述方法思想的前提下，还可以做出若干简单的替换或变更，都应当视为属于由本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。
实施例1
(1)将40mg CZS光催化剂与40mg直径300nm的二氧化硅粉末加入5mL去离子水中，超声震荡30min分散均匀，配置成浓度为8mg/mL的催化剂悬浊液，备用；
(2)柔性载体材料选用具有吸水性的无尘纸，型号0609无尘擦拭纸，材质为55％的纤维素(原生木浆)和45％的聚酯纤维，将其裁剪为5cm*5cm大小尺寸，去离子水冲洗后烘干备用；
(3)将步骤(2)所得无尘纸平置于加热台上，用移液枪取2.5mL步骤(1)所得的催化剂悬浊液匀速逐滴滴涂在无尘纸上，由于无尘纸的高效吸水性，液滴接触无尘纸后会迅速向周围区域扩散，形成负载均匀催化剂液膜，50℃干燥30min制得负载光催化剂前体。
(4)将步骤(3)所得负载光催化剂前体放入配置好的pH＝13的硫化钠/亚硫酸钠溶液中浸泡3h，再在50℃加热台上干燥30min制得负载光催化剂，所得材料上光催化剂的负载量为0.8mg/cm2。
本实施例选用硫化钠/亚硫酸钠溶液作为碱性液是为保证高活性的CZS光催化剂本身不发生改变，确保产氢测试不受影响，所用的无尘纸扫描电子显微镜(SEM)照片见图1a，X射线衍射仪(XRD)图谱见图2曲线AP,紫外-可见分光光度计(UV-Vis)吸收光谱见图3曲线AP；负载光催化剂SEM照片见图1f，XRD图谱见图2(a)曲线pH-CZS/SiO2/AP,UV-Vis吸收光谱见图3曲线pH-CZS/SiO2/AP。本实施例制备的负载光催化剂进行光催化分解水产氢的活性和稳定性测试实验结果分别如图4、图5所示。
实施例2
(1)将400mgCZS光催化剂与400mg直径300nm的二氧化硅粉末加入25mL去离子水中，超声震荡30min分散均匀，配置成浓度为16mg/mL的催化剂悬浊液，备用；
(2)载体材料选用型号0609无尘擦拭纸，尺寸为20cm*20cm，去离子水冲洗后烘干备用；
(3)在室外太阳光照射下于地面平行放置一块玻璃，将步骤(2)所得无尘纸平置于玻璃上，用移液枪取20mL步骤(1)所得的催化剂悬浊液匀速逐滴滴涂在无尘纸上，在太阳光照射下干燥制得负载光催化剂前体。
(4)将步骤(3)所得负载光催化剂前体放入配置好的pH＝12的硫化钠/亚硫酸钠溶液中浸泡5h，再放置于室外木板上，在太阳光照射下干燥制得负载光催化剂，所得材料上光催化剂的负载量为0.8mg/cm2。
实施例2说明了本发明的负载方法可以在室外利用太阳光代替加热台作为热源进行干燥，这样可以在不增加成本的前提下同时制备多张负载光催化剂，能快速、大规模地生产负载光催化剂，有利于实际应用。
实施例3
(1)将80mg TiO2(P25)光催化剂与80mg直径500nm的二氧化硅粉末加入10mL去离子水中，超声震荡30min分散均匀，配置成浓度为8mg/mL的催化剂悬浊液，备用；
(2)载体材料选用型号0609无尘擦拭纸，将其裁剪为5cm*5cm大小尺寸，去离子水冲洗后烘干备用；
(3)将步骤(2)所得无尘纸平置于加热台上，用移液枪取2.5mL步骤(1)所得的催化剂悬浊液匀速逐滴滴涂在无尘纸上，由于无尘纸的高效吸水性，液滴接触无尘纸后会迅速向周围区域扩散，形成负载均匀催化剂液膜，60℃干燥20min制得负载光催化剂前体。
(4)将步骤(3)所得负载光催化剂前体放入配置好的pH＝12.5的氢氧化钠溶液中浸泡4h，再在60℃加热台上干燥20min制得负载光催化剂，所得材料上光催化剂的负载量为0.8mg/cm2。
实施例3说明了本发明的负载方法可用于但不限于氧化物与硫化物半导体光催化剂，具有更广地使用范围。
实施例4
(1)将60mgCZS光催化剂与80mg直径300nm的二氧化硅粉末加入10mL去离子水中，超声震荡30min分散均匀，配置成浓度为6mg/mL的催化剂悬浊液，备用；
(2)载体材料选用型号0609无尘擦拭纸，将其裁剪为5cm*5cm大小尺寸，去离子水冲洗后烘干备用；
(3)将步骤(2)所得无尘纸平置于加热台上，用移液枪取2.5mL步骤(1)所得的催化剂悬浊液匀速逐滴滴涂在无尘纸上，由于无尘纸的高效吸水性，液滴接触无尘纸后会迅速向周围区域扩散，形成负载均匀催化剂液膜，50℃干燥30min制得负载光催化剂前体。
(4)将步骤(3)所得负载光催化剂前体放入配置好的pH＝12.5的硫化钠/亚硫酸钠溶液中浸泡4h，再在50℃加热台上干燥30min制得负载光催化剂，所得材料上光催化剂的负载量为0.6mg/cm2。
实施例5
(1)将80mg CZS光催化剂与60mg直径500nm的二氧化硅粉末加入10mL去离子水中，超声震荡30min分散均匀，配置成浓度为8mg/mL的催化剂悬浊液，备用；
(2)载体材料选用型号0609无尘擦拭纸，将其裁剪为5cm*5cm大小尺寸，去离子水冲洗后烘干备用；
(3)将步骤(2)所得无尘纸平置于加热台上，用移液枪取2.5mL步骤(1)所得的催化剂悬浊液匀速逐滴滴涂在无尘纸上，由于无尘纸的高效吸水性，液滴接触无尘纸后会迅速向周围区域扩散，形成负载均匀催化剂液膜，50℃干燥30min制得负载光催化剂前体。
(4)将步骤(3)所得负载光催化剂前体放入配置好的pH＝12的硫化钠/亚硫酸钠溶液中浸泡5h，再在50℃加热台上干燥30min制得负载光催化剂，所得材料上光催化剂的负载量为0.8mg/cm2。
对比例1
将40mg直径300nm的二氧化硅粉末加入5mL去离子水中，超声震荡30min分散均匀，形成浅白色透明溶液，备用；后续步骤同实施例1。
本对比例无尘纸滴涂SiO2后的SEM照片见图1d，XRD图谱见图2曲线pH-SiO2/AP,紫外-可见光吸收光谱见图3曲线pH-SiO2/AP。
对比例2
将40mg Cd0.5Zn0.5S(缩写为CZS)光催化剂与加入5mL去离子水中，超声震荡30min分散均匀，配置成浓度为8mg/mL的催化剂悬浊液，备用；后续步骤同实施例1。
本对比例无尘纸负载CZS后的SEM照片见图1b，XRD图谱见图2曲线CZS/AP,紫外-可见光吸收光谱见图3曲线CZS/AP。
与本发明相关的微观结构通过SEM图进行表征，如图1所示。图1a为无尘纸的三维骨架结构，可为催化剂提供更多的附着位置，增加了负载光催化剂的表面积与光照面积，减少了传质限制；图1b为负载CZS的负载光催化剂，由于光催化剂CZS直接与无尘纸光滑的纤维接触，经过数小时的反应，光催化剂就出现脱落现象；图1c与图1e分别为对比例1由负载SiO2与负载CZS/SiO2的负载光催化剂前体的SEM图，SiO2附着在无尘纸的骨架，使原本光滑的骨架变得粗糙，增加了无尘纸对CZS的附着性，SiO2起粘结剂的作用；图1d与图1f分别为图1c与图1e经碱性液处理后得到负载光催化剂的SEM图，可以看出，碱性处理将原本分散的颗粒状SiO2连接成纤维表面的膜状结构，增强粘接性同时扩展了光催化剂的负载面积，有助于提升光催化性能。
与本发明相关的组成与结构通过XRD进行表征，如图2(a)所示。曲线CZS为Cd0.5Zn0.5S粉末光催化剂的XRD谱图，特征衍射峰介于立方相ZnS和六角相CdS之间。曲线AP为无尘纸的XRD谱图。谱图CZS/SiO2/AP显示的CZS衍射峰说明Cd0.5Zn0.5S粉末光催化剂的成功负载。对比谱图pH-CZS/SiO2/AP说明进一步碱性处理对无尘纸与光催化剂CZS并无影响。另外，图2(b)所示，由谱图pH-SiO2/AP、SiO2/AP与AP可知，有无SiO2以及是否进行碱处理，对负载光催化剂的XRD谱图并明显无影响。
与本发明相关的光吸收性质通过UV-Vis进行表征，如图3所示。可以看出，负载光催化剂相比CZS粉末光催化剂的吸收带边略微红移，且SiO2的加入略微增加了可见光的吸收；碱性液处理后，pH-SiO2/AP相比处理前的光吸收性能变化不大，而pH-CZS/SiO2/AP负载光催化剂的吸收带边进一步红移，光吸收性能获得改善，这与SEM图中结果相符，表明SiO2在转变成硅酸盐膜并不直接吸收光，而是在结构转变后，将光催化剂均匀分布在其表面，增大了光催化剂的吸光面积，有利于提高光催化性能。
由实施例1与对比例1的负载光催化剂进行光催化分解水产氢的活性对比试验，结果如图4所示，产氢测试时间为4小时，除了由于实验系统内气压达到排水集气需要额外的气体量和光催化反应刚开始进行导致的首小时产氢速率较低外，接下来三小时的产氢速率均相对稳定分别为14mL/h与18ml/h，证明了采用SiO2作为粘接剂在碱性液处理后形成的硅酸盐结构有效改善了负载光催化剂催化性能，这与图1SEM图与图3UV-Vis谱图的结果与分析吻合。
由实施例1制备的负载光催化剂进行光催化分解水产氢的活性和稳定性测试实验结果如图5所示。产氢测试时间为4小时，除了由于实验系统内气压达到排水集气需要额外的气体量和光催化反应刚开始进行导致的首小时产氢速率较低外，接下来三小时的产氢速率为16.5～18mL/h，且循环5次测试反应20小时后光催化剂性能与最初反应时基本保持一致，表明该负载光催化剂稳定性良好，固载牢固，可重复利用。
光催化产氢性能测试装置包括光源、排水集气装置、光催化反应器。光源是型号为PLS-SXE300的氙灯，采用截止型滤光片(λ≥420nm)。排水集气装置在光催化反应器出气口连接橡胶管，另一端伸入倒扣的量筒里进行排水集气，根据倒置量筒的液面刻度读数变化得到一定时间内产生的氢气体积。光催化反应器为一个容积25mL的立方体空间，具体尺寸5cm*5cm*1cm，反应器侧壁开入液口和出气口两个小孔。反应器盖板为厚5mm的亚克力玻璃，能透过波长大于280nm的紫外线与可见光，透光率达到92％。实验时，首先将负载光催化剂平放于反应器底部，然后将从下而上放置的反应器、硅橡胶垫圈、反应器盖板用紧固螺钉拧紧以密封反应器。从入液口加入配制的0.35M硫化钠、0.25M亚硫酸钠作为牺牲剂水溶液，然后关闭入液口。出气口连接排水集气装置。打开氙灯控制开关，光照从亚克力盖板透射进入反应器垂直照射到负载催化剂上开始进行产氢反应。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，A，B或C中的至少一项(个)，可以表示：A，B，C，“A和B”，“A和C”，“B和C”，或“A和B和C”，其中A，B，C可以是单个，也可以是多个。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，其特征在于，包括以下步骤：
向溶剂中加入光催化剂和二氧化硅粘结剂，配置成催化剂悬浊液；
将催化剂悬浊液涂覆在柔性纤维基底上，烘干制得负载光催化剂前体；
将负载光催化剂前体在碱性液中浸泡，烘干得目标产物负载光催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，其特征在于，所述溶剂为去离子水；所述光催化剂为半导体光催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，其特征在于，所述粘结剂直径为100nm～2μm。
4.根据权利要求1所述的一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，其特征在于，所述让光催化剂和粘结剂分散采用超声震荡处理，超声震荡时间为10～40min。
5.根据权利要求1所述的一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，其特征在于，所述粘结剂与光催化剂的质量之比为(0.25～3):1；所述催化剂悬浊液质量浓度2～16mg/mL。
6.根据权利要求1所述的一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，其特征在于，所述柔性纤维基底选自具有三维纤维结构的无尘纸。
7.根据权利要求6所述的一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，其特征在于，所述无尘纸是由55％纤维素与45％聚酯纤维经水刺工艺制备。
8.根据权利要求1所述的一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，其特征在于，两次烘干温度为30～80℃，时间为10～120min。
9.根据权利要求1所述的一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，其特征在于，碱性液pH＝11.5～14；碱性液浸泡处理时间为0.5-10h。
10.根据权利要求1所述的一种在柔性纤维基底上的光催化剂固载方法，其特征在于，光催化剂的负载量为0.2～1.6mg/cm2。
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| CN113600159A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-11-05 | 衡水学院 | 负载型光催化剂及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
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