[发明专利]一种TiO2

说明书

本发明公开了一种TiO₂光催化纳米薄膜的制备方法，其技术方案如下：将CPVC(氯化聚氯乙烯)溶解于有机溶剂中，配置成CPVC溶液，利用静电纺丝的方法制备出CPVC纳米薄膜，然后将该纳米薄膜浸泡在TiO₂的醇溶液，让TiO₂负载在CPVC纳米膜得到光催化薄膜。该TiO₂光催化纳米薄膜厚度以及孔隙分布均匀，五次降解循环甲基蓝后的TiO₂光催化纳米薄膜依然保持良好外形和光催化性能。

发明领域

本发明属于光催化薄膜制备领域，具体涉及一种TiO₂光催化纳米薄膜的制备方法及由此得到的TiO₂光催化纳米薄膜的应用。

背景技术

TiO₂作为一种高效的光催剂，主要有锐钛矿型、金红石型、板钛矿型三种晶型结构，其中只有锐钛矿型与金红石型具有较高的光催化活性，用作光催化剂。基于能带理论可以将半导体材料的能带分为价带(VB)、导带(CB)以及禁带(Eg)。价带具有较低的能量，充满电子；导带具有较高的能量，电子没有充满或者为空；价带与导带之间存在着一定的间隙叫做禁带。当TiO₂受到一定强度的光源激发，其吸收的能量大于禁带宽度时，价带上的电子就会越过禁带跃迁导带，于是在价带上形成了空穴，生成了光成电子-空穴对。

在光照条件，TiO₂催化剂拥有较强的光催化降解能力，TiO₂可以将水中大多数有机污染物分解，也可以氧化去除大气中一些有害气体。此外，TiO₂还具有除臭、杀菌、防雾和自清洁等作用。但是，由于TiO₂粒径较小，在使用过程中存在易聚体、易流失、难分离、难回收等缺陷，严重制约了其大规模应用，将TiO₂负载到合适的基体表面是改善上述缺陷的一种有力途径。负载型TiO₂具有更大的比表面积，更多的催化位点，因而能够有效地增强TiO₂的降解活性。除此之外，有些基体能够与TiO₂之间生成异质结构，易于电子-空穴对的分离，从而增强TiO₂的降解活性；有些基体具有优异的吸附性能，可以大幅度地提高负载TiO₂对污染物的吸附能力，进而增强其降解活性；将TiO₂负载于大面积的平板表面制成薄膜后，有利于表面TiO₂吸收光能，增加了光的利用效率，因此能够增强TiO₂的降解活性。目前有负载的基体主要有金属类、非金属类和高分子类。其中高分子因为拥有良好的柔韧性、化学惰性、密度低等优点，成为一类优异的基体材料。

在高分子基体材料中，已有报道的是采用聚乙烯薄膜作为基体材料制备光催化薄膜，因为聚乙烯薄膜拥有良好的柔韧性、化学惰性、价廉等优点。但聚乙烯薄膜作为基体材料也存在一些缺点。如聚乙烯薄膜耐高温，耐酸碱腐蚀性能较差，导致制备的光催化薄膜在使用范围具有一定的局限性，而且制备聚乙烯薄膜一般采用吹塑法制备，薄膜制备厚度以及孔隙分布不均匀，影响光催化薄膜的催化性能。TiO₂光催化聚乙烯薄膜在循环降解罗丹明染料5次后，其薄膜会发生一定的形变，而且降解性能也会大幅度降低。

发明内容

针对以上光催化聚乙烯薄膜存在的缺点，本发明采用静电纺丝的方法制备出一种厚度以及孔隙分布均匀，能循环利用的TiO₂光催化纳米薄膜。

本发明的目的是提供一种TiO₂光催化纳米薄膜的制备方法，其具体技术方案如下：

将CPVC(氯化聚氯乙烯)溶解于有机溶剂中，配置成CPVC溶液，利用静电纺丝的方法制备出CPVC纳米薄膜，然后将该纳米薄膜浸泡在TiO₂的醇溶液中，TiO₂负载在CPVC纳米薄膜上，得到光催化纳米薄膜。

优选的，上述用于溶解CPVC的有机溶剂应为强极性有机溶剂。