[发明专利]多孔碳纳米纤维负载钐掺杂纳米二氧化钛材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种制备多孔碳纳米纤维负载钐掺杂纳米二氧化钛材料的方法，其特征在于，包括：

（1）将钛的前驱体、钐的前驱体、水解抑制剂、聚合物、致孔剂及有机溶剂配成均匀的纺丝液；

（2）将所述纺丝液进行静电纺丝，以便获得纳米纤维膜；

（3）将所述纳米纤维膜在空气氛围、200～300摄氏度下进行预氧化处理1～6小时，以便获得稳定化纳米纤维；

（4）将所述稳定化纳米纤维在500～1000摄氏度下进行碳化处理1～6小时，以便获得多孔碳纳米纤维负载钐掺杂二氧化钛材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述纺丝液中，所述聚合物的浓度为6～15wt%，所述致孔剂的浓度为2～15wt%，所述钛的前驱体及所述水解抑制剂的浓度为0.1～1.0mol/L，钐前驱体的浓度为0.005-0.02mol/L。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述钛的前驱体为选自钛酸四丁酯、钛酸、偏钛酸、硫酸氧钛、钛酸异丙酯、四氯化钛中的至少一种；

任选地，所述钐的前驱体为选自氧化钐、醋酸钐、硝酸钐、氯化钐、碘化钐中的至少一种；

任选地，所述水解抑制剂为选自醋酸、盐酸、硫酸、草酸中的至少一种；

任选地，所述聚合物为选自聚丙烯腈、聚乙烯醇缩丁醛、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚左旋乳酸、聚丙烯酸中的至少一种；

任选地，所述致孔剂为选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的至少一种；

任选地，所述有机溶剂为选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、三氟乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤（2）中，于以下工艺参数下进行所述静电纺丝：注射器针头内径为0.6～2.0毫米，纺丝电压为8～20千伏，所述纺丝液的流速为0.3～1.5毫升/小时，接收距离为10～30厘米。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述静电纺丝为单针头纺丝或多针头纺丝。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述预氧化处理的升温速度为1～10摄氏度/分钟。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（4）中，在选自氮气、氩气、氦气和氢气的至少一种的氛围下，进行所述碳化处理。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述碳化处理的升温速度为1～5摄氏度/分钟，所述碳化处理的降温速度为1～20摄氏度/分钟。

9.一种多孔碳纳米纤维负载钐掺杂纳米二氧化钛材料，其特征在于，是通过权利要求1～8任一项所述的方法制备的。

10.一种处理污水的方法，其特征在于，将污水与权利要求9所述的多孔碳纳米纤维负载钐掺杂纳米二氧化钛材料接触。