[发明专利]一种活性碳纤维负载纳米二氧化钛的方法

权利要求书

1.一种活性碳纤维负载纳米二氧化钛的方法，其特征在于：采用活性碳纤维硅烷偶联剂表面改性和溶胶－凝胶法制备纳米二氧化钛这两种技术相结合，包括如下步骤：

步骤1：将活性碳纤维经去离子水煮沸2～8分钟后烘干备用；

步骤2：将硅烷偶联剂和醇水混合物混合搅拌均匀，配制表面改性剂备用；将钛酸丁酯和溶解醇按一定比例混合搅拌均匀，配制成母液备用；将去离子水和水解稳定剂按一定比例混合搅拌均匀，配制成水解液备用；

步骤3：将步骤1中烘干的活性碳纤维浸入在步骤2所制备的表面改性剂中，待活性碳纤维全部润湿后取出并挤干，再次浸泡，如此循环2～5次，烘干备用；

步骤4：将步骤2中的母液一边搅拌一边滴入水解液，同时加入水解抑制剂维持溶液的pH值为2.6~4.5，得到溶胶液，备用；

步骤5：将经步骤3处理的活性碳纤维浸入步骤4中所制备的溶胶液中，待活性碳纤维全部润湿后取出并挤干，再次浸泡，如此循环2～5次，真空烘箱中烘干，备用；

步骤6：将经步骤5处理的活性碳纤维在气氛炉中热处理，冷却后即得到负载纳米二氧化钛的活性碳纤维成品；

所述的活性碳纤维为黏胶基活性碳纤维、酚醛基活性碳纤维、PAN基活性碳纤维、沥青基活性碳纤维的任意一种；

所述的硅烷偶联剂为：γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-疏丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-疏丙基三甲氧基硅烷中的任意一种；

所述的醇水混合物中醇为：甲醇或乙醇中的任意一种，更具体的其中醇占醇水混合物重量的80~95%；

所述的溶解醇为：无水甲醇或无水乙醇中的任意一种；

所述的水解抑制剂为：盐酸、乙酸、硝酸、柠檬酸中的任意一种；

所述的水解稳定剂为：乙酰丙酮、硝酸银中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的一种活性碳纤维负载纳米二氧化钛的方法，其特征在于：所述的硅烷偶联剂和醇水混合液的质量比例为(1~5):100，钛酸丁酯和溶解醇的质量比为1:(5~15)，去离子水和水解稳定剂的摩尔比为10:(0.5~2.5)。

3.根据权利要求1所述的一种活性碳纤维负载纳米二氧化钛的方法，其特征在于：所述的滴入水解抑制液的速度为（6~60）毫升每分钟。

4.根据权利要求1所述的一种活性碳纤维负载纳米二氧化钛的方法，其特征在于：母液中的钛酸丁酯与和水解液中的水解稳定剂摩尔比为(2~10):1。

5.根据权利要求1所述的一种活性碳纤维负载纳米二氧化钛的方法，其特征在于：所述的烘干温度为120~200摄氏度。

6.根据权利要求1所述的一种活性碳纤维负载纳米二氧化钛的方法，其特征在于：所述的气氛炉为惰性气氛，更具体的为氮气、氩气或氦气气氛。

7.根据权利要求1所述的一种活性碳纤维负载纳米二氧化钛的方法，其特征在于：所述的气氛炉中热处理温度为450~650摄氏度，时间为：0.5~3小时。