一种1T-WS2TiO2复合纤维膜催化剂及其制备方法

    专利2026-09-22  4


    本发明涉及光催化,具体而言,涉及一种1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂及其制备方法。


    背景技术:

    1、我国作为钨资源较多的大国,在世界范围处于领先地位。因此,作为过渡金属硫化物的一种,ws2因为合成简单、经济和优异的物理化学特性被广泛应用,此外,根据研究表明,tio2纳米结构是一种优异的新型抗菌剂,具有产生活性氧(ros)的光催化机制,但产生的电子和空穴复合限制了其抗菌及光降解能力,因此,亟需提供一种具有优异循环稳定性、抗菌性以及光降解能力的复合催化剂。


    技术实现思路

    1、鉴于此,本发明提出了一种1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂及其制备方法,旨在解决当前技术中tio2循环稳定性差、抗菌性能差及光降解能力低的问题。

    2、本发明提出了一种1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂的制备方法,包括:

    3、步骤一:将氯化钨与硫代乙酰胺加入至去离子水中进行溶解,随后全部移入反应釜中;

    4、步骤二:取tbot/pvdf纤维膜,放入反应釜中在180-220℃下加热24h;

    5、步骤三:对反应釜中的固体使用乙醇和/或去离子水冲洗1-4次,得到1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂。

    6、优选的,所述tbot/pvdf纤维膜通过以下方法制备:

    7、将pvdf、dmf与丙酮以2:5:5的质量比混合,在40℃-45℃水浴环境下搅拌,随后在40℃下超声处理1-2h,得到tbot-pvdf混合溶液;取所述tbot-pvdf混合溶液通过静电纺丝获得tbot/pvdf纤维膜。

    8、优选的,所述静电纺丝的参数设置为:推进速度设定为1ml/h、滚筒的转速为300r/min、高压直流电源设置为15kv、注射器和滚筒之间的间距为15cm。

    9、优选的,氯化钨的添加量为0.15-0.92g;所述去离子水的添加量为10-30ml。

    10、优选的,步骤一中,所述溶解为:将氯化钨与硫代乙酰胺加入至去离子水中后,进行机械搅拌或磁力搅拌,搅拌时间为0.8-1h,随后进行超声溶解,超声时间为0.8-1h。

    11、优选的,步骤二中,所述tbot/pvdf纤维膜被裁剪为2cm×2cm的规格。

    12、优选的,步骤三中使用乙醇与去离子水冲洗后,还包括:干燥;所述干燥为在50℃下真空烘干12-14h。

    13、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

    14、1)本申请通过调控w、ti的摩尔比精准控制1t-ws2的负载量,得到了具有良好的导电性和丰富活性位点的1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂,该催化剂在可见光下的降解速率常数可达到(1.0320.157)10-2·l·mg-1·min-1,是纯tio2纤维膜的30倍。本申请通过一步水热法,将1t-ws2负载于tio2纤维膜催化剂上,制备出1t-ws2/t io2柔性纤维膜催化剂,所制备的催化剂在具有良好的降解性能的同时,由于其制备方法简单易操作,在实际应用中具有更大的可能性。本申请中1t-ws2拓宽了tio2对可见光和近红外光的响应范围,且通过调整1t-ws2掺杂量,使1t-ws2和tio2之间的异质结中形成适中的厚度,进而具有更优异的催化性能。本申请所得1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂还具有优异的循环稳定性。



    技术特征:

    1.一种1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂的制备方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂的制备方法,其特征在于,所述tbot/pvdf纤维膜通过以下方法制备:

    3.根据权利要求2所述的1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂的制备方法,其特征在于,所述静电纺丝的参数设置为:推进速度设定为0.8-1.2ml/h、滚筒的转速为280-350r/min、高压直流电源设置为12-18kv、注射器和滚筒之间的间距为12-18cm。

    4.根据权利要求3所述的1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂的制备方法,其特征在于,氯化钨的添加量为0.15-0.92g;所述去离子水的添加量为10-30ml。

    5.根据权利要求1所述的1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂的制备方法,其特征在于,步骤一中,所述溶解为:将氯化钨与硫代乙酰胺加入至去离子水中后,进行机械搅拌或磁力搅拌,搅拌时间为0.8-1h,随后进行超声溶解,超声时间为0.8-1h。

    6.根据权利要求1所述的1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂的制备方法,其特征在于,步骤二中,所述tbot/pvdf纤维膜被裁剪为2cm×2cm的规格。

    7.根据权利要求1所述的1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂的制备方法,其特征在于,步骤三中使用乙醇与去离子水冲洗后,还包括:干燥;

    8.一种1t-ws2/tio2复合纤维膜催化剂,其特征在于,采用权利要求1-7任一项所述的制备方法获得。


    技术总结
    本发明涉及光催化技术领域,公开了一种1T‑WS<subgt;2</subgt;/TiO<subgt;2</subgt;复合纤维膜催化剂及其制备方法,包括:步骤一:将氯化钨与硫代乙酰胺加入至去离子水中进行溶解,随后全部移入反应釜中;步骤二:取TBOT/PVDF纤维膜,放入反应釜中在200℃下加热24h;步骤三:对反应釜中的固体使用乙醇和/或去离子水冲洗1‑4次,得到1T‑WS<subgt;2</subgt;/TiO<subgt;2</subgt;复合纤维膜催化剂。本发明的1T‑WS<subgt;2</subgt;/TiO<subgt;2</subgt;纤维膜催化剂在可见光下的降解速率常数为(1.032±0.157)10<supgt;‑2</supgt;L·mg<supgt;‑1</supgt;·min<supgt;‑1</supgt;,是纯TiO<subgt;2</subgt;纤维膜的30倍,同时,相较于纯TiO<subgt;2</subgt;纤维膜,表现出较好的抑菌性能。

    技术研发人员:李如,龙云泽,张俊,李智,刘进华,李桐
    受保护的技术使用者:青岛大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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