CN113289669B - 一种串珠状的碳纳米纤维负载氧化钛光催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种串珠状的碳纳米纤维负载氧化钛光催化剂的制备方法，属于光催化材料制备及其应用技术领域。这种氧化钛光催化剂，外观上呈均匀的串珠状，是由碳纳米纤维串联并负载的、氮氟共掺杂的、缺氧型氧化钛微球构成；这种氧化钛材料可以直接用于模拟太阳光下光催化降解污染物，是一种性能优异的光催化剂。所述方法以聚丙烯腈为原料，首先通过静电纺丝技术得到聚丙烯腈纳米纤维；再以钛酸四丁酯为钛源，并添加氟化铵和冰乙酸，通过溶剂热法，制备得到聚丙烯腈纤维负载的氧化钛样品；最后在真空管式炉中在惰性气氛中进行高温热处理，得到所述氧化钛光催化剂。该方法原材料易得，产品收率高、成本低，生产过程简单、安全，适合大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种串珠状的碳纳米纤维负载氧化钛光催化剂的制备方法，属于光催化材料制备及其应用技术领域。
背景技术
化石能源的开发利用促进了工业化的发展，但同时也给环境带来了巨大的压力。21世纪以来，环境污染问题日益凸显，已然成为了全人类共同面对的问题。尤其是水体环境中，印染业、农林业、生活废水等带来的污染种类众多，成分复杂，各类工业和生活的废水处理已成为亟待解决的问题。
半导体光催化技术的开发利用为缓解环境问题提供了新的思路。半导体特殊的能带结构使其能够直接利用太阳光实现污染物的降解过程，并且半导体光催化法的氧化能力强，对很多有机污染物都能有效地进行光催化反应,使其转化为无机小分子，达到无害化的目的，是一种简便、清洁、低耗能的污染物处理技术。
二氧化钛(TiO2)是一种半导体氧化物，1972年被报道能够在光照条件下使水发生分解，到1976年被报道能在紫外光照射条件下使多氯联苯脱氯。此后，其作为光催化剂在环境领域中的研究和应用越来越广泛。然而，随着研究的深入，TiO2光催化剂的缺点也逐渐暴露出来，一是其禁带宽度较宽(约为3.2eV)，只能吸收利用波长小于380nm的紫外光(仅占太阳光的5％)，对太阳光的利用率很低；二是其导电性一般，产生的光生电子和空穴容易快速复合失活，导致其量子效率低；三是纳米级的TiO2颗粒易团聚，且回收困难。因此，如何更好地利用TiO2光催化剂一直是本领域的研究热点。
研究表明，离子掺杂能通过引入中间能级、产生晶格缺陷、诱导光生载流子分离的方式使TiO2的光催化活性提高。例如，使用氮替代TiO2中少量的晶格氧后，氧原子的轨道将会与的氮原子轨道杂化，从而使TiO2的带隙变窄，其激发波长从紫外光拓展到可见光区；氟的掺入会使部分Ti4+转化Ti3+，在氧化钛的导带下方附近形成一个新的浅施主能级，从而使其带隙降低，对可见光的响应增强。另外，研究表明，缺氧型的氧化钛(TiO2-δ)比TiO2具有更高的光催化活性，如经过还原处理后TiO2的颜色从白色变为灰色甚至黑色，表明TiO2-δ比TiO2具有更高的光吸收能力。此外，由于纳米TiO2粉体在使用过程中存在易团聚、难回收的问题，将TiO2固定到适当的载体可以有效避免上述问题，同时还能提升催化剂的比表面积，增强催化剂的吸附性，从而提高催化剂的催化性能。
另一方面，碳纳米纤维稳定性好、比表面积大、吸附性强，且具有良好的导电性，因而作为氧化钛光催化剂的载体被广泛研究。通常，工业化的碳纤维直径都在微米级，而静电纺丝技术能够制备纳米级的超细纤维，因此使用合适的有机聚合物通过静电纺丝技术得到纳米聚合物纤维，再经高温碳化，可得到纳米级的超细碳纤维。采用直接涂布、气相沉积、水解沉淀等不同方法负载TiO2存在易脱落、分布不均等问题，而溶剂热法则能使TiO2均匀且稳固负载到载体上。
此外，纳米材料的性能与其形貌、尺寸密切相关，不同的形貌结构影响材料的比表面积，暴露不同的活性位点，以及提供不同的离子传输通道等。因此，制备尺寸、形貌可控的TiO2纳米材料也是提高其光催化活性的重要手段之一。
因此，本发明提出了一种串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂的制备方法。在本发明提出的技术中，以聚丙烯腈为原料，首先通过静电纺丝技术得到聚丙烯腈纳米纤维；再以钛酸四丁酯为钛源，并添加氟化铵和冰乙酸，通过溶剂热法，制备得到聚丙烯腈纤维负载的氧化钛样品；最后在真空管式炉中在惰性气氛中进行高温热处理，得到串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛材料；这种氧化钛材料可以直接用于模拟太阳光下光催化降解污染物，是一种性能优异的光催化剂。采用此方法制备的这种光催剂，其中的氧化钛是缺氧型氧化钛，带隙更小，对光的吸收能力更强；氮的2p轨道与氧的2p轨道发生杂化，使得氧化钛的带隙减小；氟离子的掺杂位点的电子密度分散，使附近钛离子周围的电子密度增加，部分Ti4+转化Ti3+，在氧化钛的导带下方附近形成一个新的浅施主能级，从而使其带隙降低，对可见光的响应增强；导电性良好的碳纳米纤维载体为光生电子提供了快速传输和转移的通道，有效地阻止其与空穴的复合而失活；这种纳米光催化材料呈串珠状，氧化钛的负载量增大，且具有大的比表面积，能暴露更多的反应活性位点；这种光催化材料组成、结构稳定，光催化性能优异，且循环稳定性好。此外，这种光催化剂的主要组成是碳和氧化钛，因此对环境和人体无毒无害。采用本发明提出的这种制备方法，所得到的产品产量大，组成和形貌可控；而且，本发明提出的氧化钛光催化剂制备方法的原材料易得，产品收率高、成本低，工艺参数可控性强，生产过程简单、安全，适合大规模生产。
发明内容
本发明的目的之一在于提出一种串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂。这种氧化钛光催化剂，外观上成串珠状，是由碳纳米纤维串联并负载的、氮氟共掺杂的、缺氧型氧化钛微球构成；这种氧化钛材料可以直接用于模拟太阳光下光催化降解污染物，是一种性能优异的光催化剂。采用此方法制备的这种光催剂，其中的氧化钛是缺氧型氧化钛，带隙更小，对光的吸收能力更强；氮的2p轨道与氧的2p轨道发生杂化，使得氧化钛的带隙减小；氟离子的掺杂位点的电子密度分散，使附近钛离子周围的电子密度增加，部分Ti4+转化Ti3+，在氧化钛的导带下方附近形成一个新的浅施主能级，从而使其带隙降低，对可见光的响应增强；导电性良好的碳纳米纤维载体为光生电子提供了快速传输和转移的通道，有效地阻止其与空穴的复合而失活；这种纳米光催化材料呈串珠状，氧化钛的负载量增大，且具有大的比表面积，能暴露更多的反应活性位点；这种光催化材料组成、结构稳定，光催化性能优异，且循环稳定性好。此外，这种光催化剂的主要组成是碳和氧化钛，因此对环境和人体无毒无害。由于所述光催化剂为串珠状，使用后便于回收利用，对污染水体等无二次污染。
本发明的目的之二在于提供这种串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂相应的制备方法。采用本发明提出的这种制备方法，所得到的产品产量大，组成和形貌可控；而且，本发明提出的氧化钛光催化剂制备方法的原材料易得，产品收率高、成本低，工艺参数可控性强，生产过程简单、安全，适合大规模生产。
为了达成上述目标，本发明提出的串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂，其特征在于，所述氧化钛光催化剂，外观上成串珠状，是由碳纳米纤维串联并负载的、氮氟共掺杂的、缺氧型氧化钛微球构成；这种串珠状产品的纤维部分直径为170-200nm，微球直径约为480-650nm；这种氧化钛材料可以直接用于模拟太阳光下光催化降解污染物，其对光的吸收能力强，氧化钛的负载量大，比表面积大，活性位点暴露充分，循环稳定性好，对人体无毒无害，是一种性能优异的光催化剂。
本发明提供的串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂的制备方法，其特征在于，所述方法以聚丙烯腈为原料，首先通过静电纺丝技术得到聚丙烯腈纳米纤维；再以钛酸四丁酯为钛源，并添加氟化铵和冰乙酸，通过溶剂热法，制备得到聚丙烯腈纤维负载的氧化钛样品；最后在真空管式炉中在惰性气氛中进行高温热处理，得到所述氧化钛光催化剂。
本发明提出的串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂的制备方法，包括以下步骤和内容：
(1)首先将聚丙烯腈粉末溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌得到充分溶解、分散均匀的透明溶液；
(2)然后将步骤(1)所得的溶液置于注射器中，通过静电纺丝法制备得到聚丙烯腈纤维膜，备用；
(3)然后将钛酸四丁酯、氟化铵、冰乙酸混合于无水乙醇中，磁力搅拌得到混合均匀的溶液；再将步骤(2)所得聚丙烯腈纤维膜浸入溶液中，在100mL反应釜中通过溶剂热法将氧化钛负载到聚丙烯腈纤维上，并将所得产物洗净后置于烘箱中干燥，备用；
(4)将步骤(3)所得样品置于氧化铝坩埚中，然后将坩埚置于真空管式炉中，在惰性气氛保护下进行加热处理，最后随炉冷却至室温，即得到所述串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂。
(5)将步骤(4)所得光催化剂直接用于模拟太阳光下降解污染物。
在上述制备方法中，所述步骤(1)中聚丙烯腈粉末为分子量10-15万的分析纯粉末，N,N-二甲基甲酰胺为分析纯试剂。
在上述制备方法中，所述步骤(1)中N,N-二甲基甲酰胺和聚丙烯腈粉的用量比为15mL:(1-2.5g)。
在上述制备方法中，所述步骤(1)中磁力搅拌在50-60℃下进行，时间10-12h，至得到充分溶解、分散均匀的透明溶液。
在上述制备方法中，所述步骤(2)中使用注射器为10mL一次性医用注射器，配置19-22号平口针头。
在上述制备方法中，所述步骤(2)中电纺丝工艺为：纺丝电压为14-22kV，纺丝温度为25-35℃，湿度为30-60％，喷丝用注射器针头与接收装置间距为10-20cm，接收滚轮转速为30-70rpm，溶液流速为0.001-0.002mm/s。
在上述制备方法中，所述步骤(3)中钛酸四丁酯、氟化铵、冰乙酸为分析纯试剂。
在上述制备方法中，所述步骤(3)中聚丙烯腈纤维膜、钛酸四丁酯、氟化铵、冰乙酸与无水乙醇的用量比为(0.1-0.3g):(1.5-9.6g):(0.02-0.15g):(3-5mL):(40-80mL)。
在上述制备方法中，所述步骤(3)中磁力搅拌在室温下进行，时间为20-40min，至得到充分溶解、分散均匀的溶液。
在上述制备方法中，所述步骤(3)中溶剂热反应温度为160-180℃，保温时间为6-8h。
在上述制备方法中，所述步骤(3)中产物的清洗方法是：将样品从反应釜中取出，置于无水乙醇和去离子水中超声清洗15-20min，最后再用无水乙醇洗涤一次，然后在60-80℃保温4-6h烘干。
在上述制备方法中，所述步骤(4)惰性气氛由高纯氮气或氩气提供，纯度在99.99vol.％以上。
在上述制备方法中，所述步骤(4)中热处理工艺为：管式炉升温速率为1-25℃/min，温度为600-800℃，热处理时间为60-240min。
本发明的特点在于：
(1)这种串珠状氧化钛光催化剂是由碳纳米纤维串联并负载的、氮氟共掺杂的、缺氧型氧化钛微球构成。该产品的纤维部分直径为170-200nm，微球直径约为480-650nm。其组成主体为碳纳米纤维负载的缺氧型氧化钛，并有少量的氮、氟离子共掺杂，形成均一的串珠状纳米材料。
(2)在制备所述串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂的过程中，所述方法以聚丙烯腈为原料，首先通过静电纺丝技术得到聚丙烯腈纳米纤维；再以钛酸四丁酯为钛源，并添加氟化铵和冰乙酸，通过溶剂热法，制备得到聚丙烯腈纤维负载的氧化钛样品；最后在真空管式炉中在惰性气氛中进行高温热处理，得到所述氧化钛光催化剂。
本发明的优点在于：
(1)这种氧化钛材料可以直接用于模拟太阳光下光催化降解污染物，其对光的吸收能力强，氧化钛的负载量大，比表面积大，活性位点暴露充分，循环稳定性好，对人体无毒无害，是一种性能优异的光催化剂。主要理由包括：本方法制备的这种光催剂，其中的氧化钛是缺氧型氧化钛，带隙更小，对光的吸收能力更强；氮的2p轨道与氧的2p轨道发生杂化，使得氧化钛的带隙减小；氟离子的掺杂位点的电子密度分散，使附近钛离子周围的电子密度增加，部分Ti4+转化Ti3+，在氧化钛的导带下方附近形成一个新的浅施主能级，从而使其带隙降低，对可见光的响应增强；导电性良好的碳纳米纤维载体为光生电子提供了快速传输和转移的通道，有效地阻止其与空穴的复合而失活；这种纳米光催化材料呈串珠状，氧化钛的负载量增大，且具有大的比表面积，能暴露更多的反应活性位点；这种光催化材料组成、结构稳定，循环稳定性好。
(2)这种光催化剂的主要组成是碳和氧化钛，因此对环境和人体无毒无害。由于所述光催化剂为串珠状，使用后便于回收利用，对污染水体等无二次污染。
(3)采用本方法所得到的这种串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂组成和形貌可控，而且产品产量大、收率高、成本低，工艺参数可控性强，生产过程简单、安全，适合大规模生产。
(4)本发明技术的原材料无毒无害、简单易得。
(5)聚丙烯腈高温裂解时碳化形成导电性良好的碳纳米纤维，直接作为氧化钛的优良载体。
(6)聚丙烯腈高温裂解时产生的含氮化合物可以作为氮源对氧化钛进行掺杂。
(7)聚丙烯腈热分解产生的还原气体实现了氧化钛的部分还原，无需使用传统的氢气热还原，清洁、环保，安全性大幅度提高。
附图说明
图1是本发明实施例2所制得串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂的低倍扫描电镜照片
图2是本发明实施例2所制得串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂的高倍扫描电镜照片
图3是本发明实施例2所制得串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂的X-射线衍射花样及其解析结果
图4是本发明实施例2所制得串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂的X-射线光电子能谱及其解析结果
图5是本发明实施例2所制得串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂与市售TiO2粉末在模拟太阳光下对罗丹明B的降解效果对比
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明提出一种串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂，其特征在于，所述氧化钛光催化剂，外观上成串珠状，是由碳纳米纤维串联并负载的、氮氟共掺杂的、缺氧型氧化钛微球构成；这种串珠状产品的纤维部分直径为170-200nm，微球直径约为480-650nm；这种氧化钛材料可以直接用于模拟太阳光下光催化降解污染物，其对光的吸收能力强，氧化钛的负载量大，比表面积大，活性位点暴露充分，循环稳定性好，对人体无毒无害，是一种性能优异的光催化剂。
本发明提供的串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂的制备方法，其特征在于，所述方法以聚丙烯腈为原料，首先通过静电纺丝技术得到聚丙烯腈纳米纤维；再以钛酸四丁酯为钛源，并添加氟化铵和冰乙酸，通过溶剂热法，制备得到聚丙烯腈纤维负载的氧化钛样品；最后在真空管式炉中在惰性气氛中进行高温热处理，得到所述氧化钛光催化剂。
本发明提出的串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂的制备方法，包括以下步骤和内容：
(1)首先将1-2.5g分子量为10-15万的分析纯聚丙烯腈粉末溶解于15mL N,N-二甲基甲酰胺中，在50-60℃保温条件下磁力搅拌10-12h，得到充分溶解、分散均匀的透明溶液；
(2)然后将步骤(1)所得的溶液置于注射器中，通过静电纺丝法制备得到聚丙烯腈纤维膜，备用；
(3)然后将1.5-9.6g分析纯钛酸四丁酯、0.02-0.15g分析纯氟化铵、3-5mL分析纯冰乙酸混合于40-80mL无水乙醇中，室温下磁力搅拌20-40min得到混合均匀的溶液；再将步骤(2)所得聚丙烯腈纤维膜0.1-0.3g浸入溶液中，在100mL反应釜中通过溶剂热法将氧化钛负载到聚丙烯腈纤维上，并将所得产物洗净后置于烘箱中在60-80℃下保温3-8h干燥，备用；
(4)将步骤(3)所得样品置于氧化铝坩埚中，然后将坩埚置于真空管式炉中，在纯度99.99vol.％以上的高纯氮气或氩气惰性气氛保护下进行加热处理，最后随炉冷却至室温，即得到所述串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂。
(5)将步骤(4)所得光催化剂直接用于模拟太阳光下降解污染物。
(6)在上述制备方法中，所述步骤(2)中使用注射器为10mL一次性医用注射器，配置19-22号平口针头；电纺丝工艺为：纺丝电压为14-22kV，纺丝温度为25-35℃，湿度为30-60％，喷丝用注射器针头与接收装置间距为10-20cm，接收滚轮转速为30-70rpm，溶液流速为0.001-0.002mm/s。
(7)在上述制备方法中，所述步骤(3)中溶剂热工艺为：反应温度为160-180℃，保温时间为6-8h。
(8)在上述制备方法中，所述步骤(3)中产物的清洗方法是：将样品从反应釜中取出，置于无水乙醇和去离子水中超声清洗15-20min，最后再用无水乙醇洗涤一次，然后在60-80℃保温4-6h烘干。
(9)在上述制备方法中，所述步骤(4)中热处理工艺为：管式炉升温速率为1-25℃/min，温度为600-800℃，热处理时间为60-240min。
所得到的串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂外观上为黑色固体膜。在扫描电子显微镜下，在扫描电子显微镜下，可以观察到均匀的串珠状的纳米结构，这种串珠状产品的纤维部分直径为170-200nm，微球直径约为480-650nm。X-射线衍射分析表明，这种材料组成主体为锐钛矿型氧化钛。X-射线光电子能谱分析表明，这种材料由碳纤维负载的氮氟共掺杂的、缺氧型的氧化钛构成。在模拟太阳光下，对罗丹明B的光降解测试表明样品具有优异的光降解性能。
总之，用本技术能制备得到高性能的串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂。
实施例：将1.5g分子量为15万的分析纯聚丙烯腈粉末溶解于15mL N,N-二甲基甲酰胺中，在60℃保温条件下磁力搅拌10h得到透明溶液。然后用一10mL注射器吸取上述溶液10mL，装上22号平口金属针头，设置纺丝参数为：纺丝电压为16kV、纺丝温度为30℃，湿度为50％，喷丝用注射器针头与接收装置间距为15cm，接收滚轮转速为60rpm，溶液流速为0.0015mm/s；纺丝得到白色聚丙烯腈纤维膜备用。然后，在100mL烧杯中加入60mL无水乙醇、4mL冰乙酸、5.8g钛酸四丁酯以及0.1g氟化铵，室温下磁力搅拌40min混合均匀；然后转移至容量为100mL的水热反应釜，加入制备好的聚丙烯腈纤维膜约0.25g，放入烘箱于170℃条件下保温7h，后冷却到室温；产物用依次乙醇和水超声洗涤超声清洗15min各3次，最后再用无水乙醇洗涤一次，然后在60℃保温4h烘干。然后，所得样品置于氧化铝坩埚中，再将坩埚置于真空管式炉中，在纯度99.99vol.％的高纯氩气惰性气氛保护下，以15℃/min速率升温到700℃，保温180min，最后随炉冷却至室温，即得到所述串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂。
所得样品典型的低倍扫描电镜照片见图1，高倍扫描电镜照片见图2，从中可观察到许多均匀分布的串珠状纳米结构，这种串珠状产品的纤维部分直径为170-200nm，微球直径约为480-650nm；这种材料组成主体为锐钛矿型的氧化钛(见图3)；这种材料由碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的、缺氧型的氧化钛构成(见图4)；将这种样品直接用于模拟太阳光下降解罗丹明B，其降解效率远高于市售TiO2粉末(见图5)，表明样品对环境污染物具有优异的光降解性能(见表1)。
表1
Claims (5)
1.串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂的制备方法，其特征在于，所述氧化钛光催化剂，外观上呈串珠状，是由碳纳米纤维串联并负载的、氮氟共掺杂的、缺氧型氧化钛微球构成；这种串珠状产品的纤维部分直径为170-200nm，微球直径为480-650nm；这种氧化钛材料可以直接用于模拟太阳光下光催化降解污染物，其对光的吸收能力强，氧化钛的负载量大，比表面积大，活性位点暴露充分，循环稳定性好，对人体无毒无害，是一种性能优异的光催化剂；所述制备方法以聚丙烯腈为原料，首先通过静电纺丝技术得到聚丙烯腈纳米纤维；再以钛酸四丁酯为钛源，并添加氟化铵和冰乙酸，通过溶剂热法，制备得到聚丙烯腈纤维负载的氧化钛样品；最后在真空管式炉中在惰性气氛中进行高温热处理，得到所述氧化钛光催化剂；包括以下步骤：
(1)首先将1-2.5g分子量为10-15万的分析纯聚丙烯腈粉末溶解于15mL N,N-二甲基甲酰胺中，在50-60℃保温条件下磁力搅拌10-12h，得到充分溶解、分散均匀的透明溶液；
(2)然后将步骤(1)所得的溶液置于注射器中，通过静电纺丝法制备得到聚丙烯腈纤维膜，备用；
(3)然后将1.5-9.6g分析纯钛酸四丁酯、0.02-0.15g分析纯氟化铵、3-5mL分析纯冰乙酸混合于40-80mL无水乙醇中，室温下磁力搅拌20-40min得到混合均匀的溶液；再将步骤(2)所得聚丙烯腈纤维膜0.1-0.3g浸入溶液中，在100mL反应釜中通过溶剂热法将氧化钛负载到聚丙烯腈纤维上，并将所得产物洗净后置于烘箱中在60-80℃下保温3-8h干燥，备用；
(4)将步骤(3)所得样品置于氧化铝坩埚中，然后将坩埚置于真空管式炉中，在纯度99.99vol.％以上的高纯氮气或氩气惰性气氛保护下进行加热处理，最后随炉冷却至室温，即得到所述串珠状的、碳纳米纤维负载的、氮氟共掺杂的缺氧型氧化钛光催剂；
(5)将步骤(4)所得光催化剂直接用于模拟太阳光下降解污染物。
2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中静电纺丝使用10mL一次性医用注射器，配置19-22号平口针头；电纺丝工艺为：纺丝电压为14-22kV，纺丝温度为25-35℃，湿度为30-60％，喷丝用注射器针头与接收装置间距为10-20cm，接收滚轮转速为30-70rpm，溶液流速为0.001-0.002mm/s。
3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中聚丙烯腈纤维膜、钛酸四丁酯、氟化铵、冰乙酸与无水乙醇的用量比为(0.1-0.3g):(1.5-9.6g):(0.02-0.15g):(3-5mL):(40-80mL)。
4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中溶剂热工艺为：反应温度为160-180℃，保温时间为6-8h。
5.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中热处理工艺为：管式炉升温速率为1-25℃/min，温度为600-800℃，热处理时间为60-240min。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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