[发明专利]一种光催化用弹性TiO2陶瓷纤维海绵及其制备方法

权利要求书

1.一种光催化用弹性TiO₂陶瓷纤维海绵的制备方法，其特征是，步骤如下：

(1)配制粘性分散液，所述粘性分散液由水溶性高分子、水和无机溶胶组成；

(2)加入经过改性剂原位改性的TiO₂陶瓷纤维膜后进行间歇式打浆并加入聚电解质得到TiO₂陶瓷纤维分散液，所述TiO₂陶瓷纤维膜的柔软度为5～20mN，拉伸断裂强度为3～5MPa；所述间歇式打浆是指分阶段先后进行高速打浆和低速打浆，并在每阶段结束后进行间歇静置，所述高速打浆的打浆速度为1000～10000r/min，所述低速打浆的打浆速度为100～1000r/min；所述聚电解质是在高速打浆结束后进行间歇静置时加入的；

(3)固化成型得到弹性TiO₂陶瓷纤维海绵；

所述水溶性高分子为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟甲基羟乙基纤维素或明胶，所述无机溶胶为钛溶胶、硅溶胶和锆溶胶中的一种以上；

所述改性剂为钇盐、锆盐、锌盐、铁盐、钴盐、铈盐、锡盐、锰盐、镍盐、镧盐、硫脲、碳纳米管或g-C₃N₄，改性剂与TiO₂陶瓷纤维膜中钛原子的摩尔比为0.001～0.1:1。

2.根据权利要求1所述的一种光催化用弹性TiO₂陶瓷纤维海绵的制备方法，其特征在于，所述配制粘性分散液的具体操作为：将水溶性高分子溶解在水中搅拌120～480min后加入无机溶胶搅拌30～120min。

3.根据权利要求1所述的一种光催化用弹性TiO₂陶瓷纤维海绵的制备方法，其特征在于，所述粘性分散液中水溶性高分子的含量为0.01～10wt％，无机溶胶的含量为0.01～5wt％。

4.根据权利要求1所述的一种光催化用弹性TiO₂陶瓷纤维海绵的制备方法，其特征在于，所述钇盐为六水合硝酸钇、八水合硫酸钇或六水合氯化钇，所述锆盐为乙酸锆、硝酸锆或硫酸锆，所述锌盐为二水合乙酸锌或六水合硝酸锌，所述铁盐为九水合硝酸铁、六水合三氯化铁或硫酸铁，所述钴盐为六水合硝酸钴、四水合乙酸钴或七水合硫酸钴，所述铈盐为六水合硝酸铈、四水合硝酸铈或碳酸铈水合物，所述锡盐为无水四氯化锡、硫酸亚锡或草酸亚锡，所述锰盐为四水合乙酸锰、一水合硫酸锰或四水合氯化锰，所述镍盐为六水合氯化镍、四水合乙酸镍或六水合硫酸镍，所述镧盐为六水合硝酸镧、乙酸镧或七水合氯化镧。

5.根据权利要求1所述的一种光催化用弹性TiO₂陶瓷纤维海绵的制备方法，其特征在于，所述TiO₂陶瓷纤维膜中纤维的平均直径为10～500nm，且相对偏差为1～5％；

所述TiO₂陶瓷纤维膜的晶型结构为锐钛矿型，且纤维内部晶粒尺寸为5～50nm；

所述聚电解质为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸或聚乙烯磷酸；

所述聚电解质的加入量为TiO₂陶瓷纤维膜质量的0.01～5％；

所述TiO₂陶瓷纤维分散液中TiO₂陶瓷纤维的质量分数为0.01～50％；

所述TiO₂陶瓷纤维分散液中纤维的长径比为100～10000。

6.根据权利要求1所述的一种光催化用弹性TiO₂陶瓷纤维海绵的制备方法，其特征在于，所述间歇式打浆分为两个阶段，第一阶段为高速打浆，打浆次数1～5次，打浆时间为0.1～5min，间歇静置时间为0.1～10min；第二阶段为低速打浆，打浆次数2～10次，打浆时间为0.1～2min，间歇静置时间为0.1～5min。