[发明专利]一种纳米静电纺丝复合材料及其制备方法

说明书

本发明具体涉及一种吸附降解空气中有机污染物的纳米静电纺丝复合材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：Er³⁺‑YAlO₃/TiO₂前驱液制备、CoFe₂O₄前驱液制备、双针头静电纺丝煅烧。本发明通过纳米静电纺丝双针头制得Er³⁺+YALO₃+TiO₂—CoFe₂O₄复合材料，该复合材料因参杂上传发光剂（ULA），使得复合材料不需要专门的紫外灯设备，在可见光下可将空气中有机污染物进行催化降解；本发明所制得材料在形态分析中可明显观察到Er³⁺+YALO₃+TiO₂与CoFe₂O₄成一维纳米线，比表面积高且材料不易团聚，从而提高催化效率；如图4所示，在VSM测试中，复合材料具有很好的铁磁性，在外加磁场作用下，具有磁可回收性，提高使用功能和使用效率。

技术领域

本发明属于环保材料技术领域，涉及一种纳米静电纺丝复合材料的制备方法，具体涉及一种吸附降解空气中有机污染物的纳米静电纺丝复合材料的制备方法。

背景技术

随着生产力发展的同时，工业化生产愈来愈快，快速发展的工业化为人们提供高质量、高品质产品的同时，对自然和人类生存的环境产生了巨大的影响。伴随化工工业的发展，产生了大量的有机污染物，这些有机物的产生对人类赖以生存的水、土、空气产生了影响和破坏。甚至在居住和办公材料中也正在缓慢释放着各种有机物。空气中多种有机物苯、甲苯、苯酚、甲醛等污染物已经被证明对人体血液系统、心肺系统、免疫系统等有明显破坏作用。

针对上述问题，相关领域科研人员使用不同方法进行了研究并取得了一定效果。例如活性炭吸附法、空气循环膜过滤法、半导体催化降解法等；但是，依然有一定局限性，活性炭吸附法只是将有机物吸附在吸附剂上，吸附剂有明显饱和性，可能造成二次释放，同样膜过滤法也存在饱和性。半导体催化降解法，是依据半导体在特定波长光的照射下，能将光能转化为化学能，促使化合物的分解；该方法具有两个显著的特征：第一，低温、深度反应；光催化降解有机物可在室温下将有机污染物完全降解成二氧化碳和水；第二，光催化可利用特定波长光作为光源来活化光催化剂，驱动氧化－还原反应，达到净化目的，适用范围广，能耗低，能同时处理多种污染物，特别对难降解的有机物具有很好的氧化分解作用。

TiO₂作为半导体光催化降解有机物的材料具有化学性质稳定，价廉易得，无毒，催化效率高等优点，因而被广泛地用来处理各种有机污染物；但是，由于TiO₂催化有机物对光能有特定选择性(Eg＝3.2～4.5eV)，对其具有激发作用的光谱仅限于紫外光谱（波长小于387nm)。然而使用选择性紫外光谱，对激发源有特殊要求，而日常日光中仅含紫外光也仅有3％～5％，且常见的普通玻璃对紫外光谱有强的阻断作用，如果直接利用太阳光激发TiO₂，其效率也是相当低的。特定的紫外发光设备价格高、且如果发生误操作还可能造成人体的皮肤灼伤甚至癌变，这就限定了TiO₂的应用。

使用上转换发光剂ULA(Upconversion Luminescence Agent)，可以将TiO₂在可见光下降解有机污染物，将可见光转换为可为其提供能量的紫外光波。选择含有稀土元素Er的上转换发光剂Er³⁺+YAlO₃掺杂到TiO₂粉末中，可在可见光照射下降解有机污染物。有研究使用负载型Er³⁺:YAlO₃·TiO₂光催化剂既达到了利用可见光处理有机污染的目的，节约了能源，同时充分发挥了TiO₂的催化活性，然而在使用中可控性和可回收性不完整。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种吸附降解空气中有机污染物的纳米静电纺丝复合材料的制备方法。