[发明专利]一种纳米二氧化硅纤维负载二氧化铈及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米二氧化硅纤维负载二氧化铈及其制备方法。纳米二氧化硅纤维负载二氧化铈的制备方法，包括：将硅溶胶、乳酸按质量比为10:7混合搅拌，制得硅源溶液；将高分子聚合物搅拌溶于溶剂中，制得高分子聚合物溶液；将硅源溶液与高分子聚合物溶液混合、搅拌，制得纺丝液；利用纺丝液通过静电纺丝法制备二氧化硅纤维前驱体，将二氧化硅纤维前驱体通过烧结制得纳米二氧化硅纤维膜；将10.8gNaOH溶解于10ml去离子水中，取0.56gCe(NO₃)₃溶解在10ml去离子水中，磁力搅拌，得到二氧化铈溶液；将纳米二氧化硅纤维膜在二氧化铈溶液中浸泡，将纤维取出后烘干，再将纤维放入管式炉中，在惰性气体氛围下加热，保温，然后自然冷却，得到纳米二氧化硅纤维负载二氧化铈。

技术领域

本发明涉及空气净化材料领域，特别是涉及一种纳米二氧化硅纤维负载二氧化铈及其制备方法。

背景技术

现代建筑物，尤其是那些具有高能源效率的建筑物如写字楼、医院、学校等，通常其通风设施的不完备导致其通风效率较差，因此在室内空气质量方面存在较大的安全隐患，而这可能会严重影响到这些建筑物内居住者的身体健康。随着人们生活水平的提高，室内空气质量备受关注，其中甲醛作为最常见、最广泛的挥发性有机物(VOCs)对人体健康危害尤为突出。据世界卫生组织研究报道，甲醛污染会导致鼻咽癌、白血病、刺激呼吸黏膜、胎儿畸形等多种疾病。室内甲醛主要自来于建筑材料、家具和涂料等室内装修材料，且具有释放时间长的特点。据统计人们有80％的时间在室内进行，人体长期暴露在含甲醛的空气中所带来的潜在风险不容忽视。因此，开发能够在室温下即可高效快速净化空气中甲醛的经济且环保的材料应运而生。

目前，在治理和净化室内空气方面，尤其是在去除室内空气中的甲醛方面有多种方法和途径，较为成熟的方法有：吸附(包括物理吸附和化学吸附)，生物吸收，热催化分解以及光催化氧化降解。其中相当多的研究及科研成果表明，催化剂结构、微观形貌以及材料表面所具有的极性基团如表面羟基是影响负载贵金属型催化剂催化活性的主要影响因素。催化剂大致可以分为金属氧化物如ZnO、Al2O3、CeO2、MnO2及部分复合氧化物，非金属化合物如g-C3N4及其与金属氧化物的复合材料如g-C3N4/ZnO等，此类催化剂只有在特定的条件和额外提供能源时才能达到高效净化室内空气中甲醛的效果。因此，设计和制备成本低廉、制备工艺简洁、无毒无害、便于回收利用和环境友好型催化剂具有重大的研究意义。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种纳米二氧化硅纤维负载二氧化铈及其制备方法。

第一方面，本发明提供一种纳米二氧化硅纤维负载二氧化铈的制备方法，包括：

将硅溶胶、乳酸按质量比为10:7混合搅拌，制得硅源溶液；将高分子聚合物搅拌溶于溶剂中，制得物质的量浓度为5％-15％的高分子聚合物溶液；将硅源溶液与高分子聚合物溶液按物质量浓度比为2:1混合、搅拌，制得纺丝液；

利用纺丝液通过静电纺丝法制备二氧化硅纤维前驱体，将二氧化硅纤维前驱体通过烧结制得纳米二氧化硅纤维膜；

将10.8gNaOH溶解于10ml去离子水中，取0.56g Ce(NO₃)₃溶解在10ml去离子水中，将两种溶液混合，磁力搅拌，得到二氧化铈溶液；

将纳米二氧化硅纤维膜在二氧化铈溶液中浸泡，将纤维取出后烘干，放入微波炉中加热，再将纤维放入管式炉中，在惰性气体氛围下加热，保温，然后自然冷却，得到纳米二氧化硅纤维负载二氧化铈。

上述技术方案在一种实施方式中，将硅溶胶、乳酸按质量比为10:7置于锥形瓶中进行密封混合，在水浴45℃下搅拌，制得硅源溶液。

上述技术方案在一种实施方式中，所述的硅溶胶为氨稳定型硅溶胶，其硅含量为30％。