[发明专利]一种钒酸铋插层氧化石墨烯可见光催化功能织物的制备方法

说明书

本发明公开了一种钒酸铋插层氧化石墨烯可见光催化功能织物的制备方法，包括：(1)将棉织物进行羧甲基壳聚糖处理，硅烷偶联剂改性，氧化石墨烯改性，制备增强石墨烯改性棉织物；(2)在搅拌条件下依次将偏矾酸钠、增强石墨烯改性棉织物、硝酸铋加入到磷酸盐缓冲溶液，搅拌30～60min得到墨绿色溶液；(3)升温至80～100℃回流10～20h，取出织物烘干即得。本发明成本低，织物强力损伤小，兼有抗菌效果，无二次污染，易于工业化生产，所得的可见光催化功能织物空气净化效果好。

技术领域

本发明属光催化功能织物的制备领域，特别是涉及一种钒酸铋插层氧化石墨烯可见光催化功能织物的制备方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的迅猛发展和人民生活的日益提高，人们开始认识到提高室内空气的品质是健康生活和工作的保障，因此，治理室内空气污染尤其是去除室内空气中的有机污染物成为国内外科技工作者研究的热点。目前，去除室内空气污染物的方法主要有：物理吸附法、化学中和法、空气负离子法、光催化法等。其中，光催化法具有明显的节能、高效、污染物降解彻底等优点且无二次污染，它已成为一种具有重要应用前景的环境治理方法，引起了国内外学者的普遍重视。至今人们对各种类型的半导体光催化反应进行了广泛的研究，取得了一定的成就。

从20世纪70年代起，钒酸铋(BiVO₄)以其优越的可见光催化性能受到越来越广泛的关注。BiVO₄作为光催化剂处理到玻璃、陶瓷、膨润土等刚性基材上已有人研究，但考虑到柔性基材(纤维材料)作为载体具有表面积大、易加工成型、富集污染物等等特殊性能，将光催化剂负载到柔性基材上制备柔性空气净化材料，具有更重要的实用意义。目前通过原位沉积法、浸轧法和涂层法将纳米BiVO₄负载到柔性基材上也有报道，但该柔性光催化织物，存在光催化效率低，柔性基材易光降解等问题。本发明从提高光催化效率和增强纤维基材的强度角度出发，制备了钒酸铋插层氧化石墨烯可见光催化功能织物。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种钒酸铋插层氧化石墨烯可见光催化功能织物的制备方法，该方法成本低，无二次污染，易于工业化生产，所得的柔性空气净化材料空气净化效果好。

发明内容：本发明的一种钒酸铋插层氧化石墨烯可见光催化功能织物的制备方法，包括：

(1)将纯棉织物经羧甲基壳聚糖整理液二浸二轧后，80～100℃烘干，150～180℃焙烘1～3min，得到羧甲基壳聚糖改性棉织物；然后将羧甲基壳聚糖改性棉织物经KH-550硅烷偶联剂水溶液二浸二轧后，80～100℃烘干4～8min，得到硅烷偶联剂改性棉织物；然后将改性棉织物加入到超声分散的氧化石墨烯溶液中，调节pH值7～8.5，温度50～60℃超声反应12～24h，水洗至中性，真空烘干，得到增强石墨烯改性棉织物；

(2)在搅拌条件下依次将偏矾酸钠、增强石墨烯改性棉织物、硝酸铋加入到磷酸盐缓冲溶液，搅拌30～60min得到墨绿色溶液；其中，偏钒酸钠与硝酸铋的摩尔量比为1:2；

(3)用碱性溶液调节pH值为7～8，升温至80～100℃回流10～20h，取出织物80℃烘干，得到钒酸铋插层氧化石墨烯可见光催化功能织物。

所述步骤(1)中的纯棉织物为纯棉非织造布、纯棉机织布或纯棉针织布。

所述步骤(1)中的羧甲基壳聚糖整理液为0.1％～5％的羧甲基壳聚糖溶液。

所述步骤(1)中的KH-550硅烷偶联剂水溶液浓度为1～5g/L。

所述步骤(1)中的氧化石墨烯溶液浓度为0.1～0.5g/L。

所述步骤(2)中的磷酸盐缓冲溶液由0.1mol/L磷酸二氢钠和0.1mol/L磷酸氢钠组成，pH值为6.5～7。