[发明专利]一维碳纳米纤维@TiO2的核壳结构的光催化剂的制备方法

权利要求书

1.一维碳纳米纤维TiO₂的核壳结构的光催化剂的制备方法，首先利用静电纺丝方法制备碳纳米纤维，而后对碳纳米纤维酸处理，再利用水热法合成碳纳米纤维TiO₂核壳结构，最后进行清洗处理，将利用水热法合成碳纳米纤维TiO₂核壳结构中所得反应物用去离子水充分清洗后，在烘箱中干燥烘干，即制得一维碳纳米纤维TiO₂的核壳结构的光催化剂。

2.根据权利要求1所述的一维碳纳米纤维TiO₂的核壳结构的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述烘箱中干燥烘干的温度为60～80℃，时间为6～8h。

3.根据权利要求1所述的一维碳纳米纤维TiO₂的核壳结构的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述静电纺丝方法制备碳纳米纤维是指：制备PAN的DFM溶液作为纺丝溶液，利用平板作为接收极，采用垂直接收的方式进行静电纺丝，得到柔性PAN原丝，然后通过马弗炉低温预氧化及管式炉高温碳化处理，得到碳纳米纤维。

4.根据权利要求3所述的一维碳纳米纤维TiO₂的核壳结构的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述纺丝溶液的质量比为10wt%的PAN的DFM溶液，制备过程中必须边搅拌边加热，加热温度为60～80℃，加热时间2～3h。

5.根据权利要求4所述的一维碳纳米纤维TiO₂的核壳结构的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述静电纺丝过程中，其中高压电压设定为14～18kV，喷丝针头的内径为0.4～0.8mm，接收板距离纺丝针头距离为12～17cm，纺丝液的出料速度为0.4～0.8mL/h，纺丝腔体的相对空气湿度控制为30%～40%；在24～28℃下连续纺丝9～11h得到白色的PAN原丝，将PAN原丝在马弗炉中250～350^oC下预氧化稳定2～3h，马弗炉的升温速率为2^oC/min，最后将预氧化后纤维放入管式炉中并在N₂保护下750～850^oC碳化2～3h，管式炉的升温速率设定为5^oC/min，碳化后得到碳纳米纤维。

6.根据权利要求1所述的一维碳纳米纤维TiO₂的核壳结构的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述碳纳米纤维酸处理是指：将静电纺丝方法制备的碳纳米纤维添加至酸溶液中，加热进行酸处理，然后用去离子水清洗碳纳米纤维表面残留的酸，并在烘箱中烘干。

7.根据权利要求6所述的一维碳纳米纤维TiO₂的核壳结构的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述酸为4M硝酸溶液，在油浴锅中80～100℃加热回流6～8h进行酸处理，而后用去离子水清洗碳纳米纤维表面至pH=7，清洗用去离子水离心洗涤。

8.根据权利要求1所述的一维碳纳米纤维TiO₂的核壳结构的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述利用水热法合成碳纳米纤维TiO₂核壳结构是指：将碳纳米纤维经过酸处理后，超声分散到去离子水中，然后添加半胱氨酸、硫酸钛、尿素，继续超声分散，最后将混合溶液转移到水热反应釜中进行水热反应。

9.根据权利要求8所述的一维碳纳米纤维TiO₂的核壳结构的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述添加半胱氨酸：硫酸钛：尿素的摩尔比为2:1:4。

10.根据权利要求8所述的一维碳纳米纤维TiO₂的核壳结构的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述水热反应釜中水热反应温度设定为160～200℃之间，反应时间设定为10～14h。