[发明专利]一种高效可见光催化功能织物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能织物的制备领域，特别涉及一种高效可见光催化功能织物的制备方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展及人口的剧烈膨胀，人类对能源的需求大幅度增加，全球性环境问题也日益显著。为此太阳能的利用开发显得尤为重要，而作为其中重要部分的半导体光催化技术有望成为解决环境和能源问题的有效方式。将太阳能转化为洁净氢能的光解水技术将彻底解决化石能源枯竭和温室效应带来的危机，而光催化降解消除有毒有机污染物将成为解决环境污染的一条廉价可行的途径。因此，设计合成可循环利用的高效可见光光催化材料，已成为研究工作者面临的重要课题之一。

目前光催化剂的应用瓶颈在于禁带宽度较宽和电子空穴复合速度较快。当具有不同能带结构的两种或两种以上半导体颗粒以非物理混合方式结合在一起时，它们之间固有的能级差可使光生载流子从一种半导体颗粒的能级注入到另一种半导体颗粒的能级上，从而导致了有效的电荷分离；同时，不同金属离子的配位及电荷性不同而产生过剩电荷，也会增加半导体俘获质子或电子的能力，从而提高光催化剂的活性。这种能级的耦合作用使得半导体的禁带宽度减小，进而使复合半导体的吸收波长范围扩大到可见光区域。

近年来，国内外开展了一系列柔性光催化织物的制备及性能研究，利用纤维材料的三维和多级结构特征，突破了负载型光催化材料长期局限于陶瓷、玻璃和金属等无机材料的限制。本发明在柔性织物界面利用半导体异质结特性，构建AgS/BiVO₄复合型光催化剂，弥补了常规单一光催化剂负载的缺陷与不足，提高了光催化织物对有机污染物的氧化降解效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效可见光催化功能织物的制备方法，该方法制备方法简单，无二次污染；所得的功能织物在可见光照射下能有效净化印染废水、空气污染。

本发明的一种高效可见光催化功能织物的制备方法，包括：

（1）将织物在有机溶剂中超声清洗30-60min，在30-40℃，干燥3-4h，再在净洗剂中于40-45℃处理25-35min，60-65℃，干燥5-10min，得到处理后的织物；

（2）将硝酸铋和金属螯合剂加入到硝酸溶液中，至溶液均匀透明，滴加偏钒酸盐与聚乙二醇PEG的混合溶液，搅拌2～3h，得溶液A；其中硝酸铋、金属螯合剂、偏钒酸盐的摩尔比为1:1:1；

（3）用碱剂调节溶液A的pH值为7.5-10，升温至80-100℃，搅拌2-3h，得到悬浮液B；

（4）将悬浮液B真空抽滤，洗涤、烘干、煅烧，得钒酸铋BiVO₄微纳米颗粒；

（5）将上述钒酸铋BiVO₄微纳米颗粒加入硝酸银溶液中，超声，搅拌1-2h，得溶液C；

（6）将硫化盐滴加至溶液C中，搅拌1-2h，得到AgS/BiVO₄前驱体整理液D；

（7）将处理后的织物浸渍到上述整理液D中，油浴至70～90℃条件下，反应4～6h，烘干，即得高效可见光催化功能织物。

所述步骤（1）中有机溶剂为乙醇、乙酸乙酯或丙酮；织物为非织造布、机织布或针织布；净洗剂为净洗剂Span-one，净洗剂LS，净洗剂6501或净洗剂Kieralon OL。

所述步骤（1）中织物的纤维为棉纤维、聚酰亚胺纤维、活性炭纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、竹纤维，蚕丝纤维、麻纤维、羊毛纤维、大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维、锦纶纤维中的一种或两种的混纺纤维。

所述步骤（2）中金属螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、尿素、柠檬酸、氨基三乙酸、酒石酸或聚丙烯酸；偏钒酸盐为偏钒酸钠或偏钒酸铵；硝酸铋的质量浓度为50～250g/L；硝酸溶液摩尔浓度为2～4mol/L；聚乙二醇（PEG）用量为1～5g/L。

所述步骤（2）中滴加速率为2-4mL/min。

所述步骤（3）中碱剂为氨水、氢氧化钠或碳酸钠。

所述步骤（4）中烘干温度为50-70℃，煅烧温度为400～700℃。

所述步骤（5）中硝酸银的质量浓度为0.2～1g/L。

所述步骤（6）中硫化盐为硫化钠、硫化钾、硫化铵或硫化铝。

所述步骤（5）所述的溶液C中硝酸银溶液与步骤（1）中所用织物的比例为60～80mL:1g；步骤（6）所述的溶液D中硫化盐溶液与步骤（1）中所用织物的比例为40～60mL:1g。

所述步骤（7）中烘干温度为40-50℃。