[发明专利]一种氧化铝纤维-氧化铋复合催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化铝纤维‑氧化铋复合催化剂的制备方法，包括：(1)将铝盐加入体积之比为1:1～3的聚乙烯醇和无水乙醇的混合液中，搅拌1～2h，然后注入静电纺丝装置中，在电压为15～25kV、接收距离为5～15cm、接收时间为2～5h的条件下进行静电纺丝，得到的纺丝材料置于马弗炉中加热干燥，按5～10℃的升温速率升温至400～500℃，恒温5～8h，得到氧化铝纤维；(2)将水溶性铋盐加入含有尿素的水溶液中，在90～105℃条件下搅拌3～8h，再加入上述氧化铝纤维，继续搅拌15～25min，密封，置于150～200℃的烘箱中加热8～12h，冷却，分别采用去离子水和无水乙醇洗涤2～5次，干燥，得到氧化铝纤维‑氧化铋复合催化剂。本发明制得的氧化铝纤维‑氧化铋复合催化剂具有比表面积高、热稳定性好及催化性能优良的特点。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种氧化铝纤维-氧化铋复合催化剂的制备方法。

背景技术

目前环境污染的严重性，已成为一个直接威胁人类生存，亟需解决的焦点问题。光催化技术是从二十世纪70年代逐步发展起来的在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。该技术能使环境中的有机污染物发生氧化分解反应，最终降解为CO₂、水和无机离子等小分子物质，因此无二次污染、降解程度高被认为是目前最有前景的污染处理方法。

铋系半导体光催化剂能被可见光激发具有良好的光催化活性，能够有效地降解有机污染物，具有良好的发展前景。它们的共同特点和显著优势就是在可见光范围内有吸收，具有良好的光催化性能。然而，铋系半导体光催化剂特别是Bi₂O₃光催化剂存在光生电子-空穴容易再结合，对可见光的吸收相当有限等问题，极大的限制了它的大规模应用。因此，必须采取一定的措施来提高光生电子迁移效率，有效的限制电子-空穴再结合。

纤维负载型催化剂是一种新型催化材料。氧化铝纤维是一种新型超轻质高温耐火材料，与碳纤维、碳化硅纤维等非氧化物纤维相比，氧化铝纤维不仅具有高强度、高模量、良好的抗化学侵蚀能力等优良性能，而且还有很好的高温抗氧化性、耐腐蚀性和电绝缘性。如何将氧化铝纤维与Bi₂O₃结合以制备高性能的催化剂，成为当前的研究热点。

为此，有必要针对上述问题，提出一种氧化铝纤维-氧化铋复合催化剂的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化铝纤维-氧化铋复合催化剂的制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种氧化铝纤维-氧化铋复合催化剂的制备方法，包括：

(1)将铝盐加入体积之比为1:1～3的聚乙烯醇和无水乙醇的混合液中，搅拌1～2h，然后注入静电纺丝装置中，在电压为15～25kV、接收距离为5～15cm、接收时间为2～5h的条件下进行静电纺丝，得到的纺丝材料置于马弗炉中加热干燥，按5～10℃的升温速率升温至400～500℃，恒温5～8h，得到氧化铝纤维；

(2)将水溶性铋盐加入含有尿素的水溶液中，在90～105℃条件下搅拌3～8h，再加入上述氧化铝纤维，继续搅拌15～25min，密封，置于150～200℃的烘箱中加热8～12h，冷却，分别采用去离子水和无水乙醇洗涤2～5次，干燥，得到氧化铝纤维-氧化铋复合催化剂。

优选的，步骤(1)中，所述氧化铝纤维的直径为150～200nm。

优选的，步骤(1)中，所述铝盐选自硝酸铝、硫酸铝、氯化铝、异丙醇铝中的一种。

优选的，步骤(2)中，所述铋盐为铋的硝酸盐或亚硝酸盐。

优选的，步骤(2)中，铋盐和尿素的物质的量之比为1:50～150。