[发明专利]一种光催化用弹性TiO2陶瓷纤维海绵及其制备方法

说明书

本发明涉及一种光催化用弹性TiO₂陶瓷纤维海绵及其制备方法，首先利用水溶性高分子、水和无机溶胶制得粘性分散液，再加入经过原位改性的TiO₂陶瓷纤维膜后进行间歇式打浆并加入聚电解质得到TiO₂陶瓷纤维分散液，然后固化成型得到弹性TiO₂陶瓷纤维海绵。本发明方法在有效解决膜状材料在高速流场作用下存在的阻力大和易破损问题的同时显著提高了催化材料进行催化反应时的活性位点数量，最终制得的光催化用弹性TiO₂陶瓷纤维海绵具有光催化活性高，稳定性高和回弹性高等优点，具有极好的实用价值和推广价值。

技术领域

本发明属于陶瓷多孔材料领域，具体涉及一种光催化用弹性TiO₂陶瓷纤维海绵及其制备方法。

背景技术

TiO₂作为光催化材料由于具有光催化活性高、催化降解彻底、反应条件温和抗光腐蚀性强等优点，在催化降解纺织印染废水中的染料和小分子有机物、工业中的挥发性有机物(VOCs)和生活中室内车内的挥发性有机物(VOCs)等方面具有广阔的应用前景，因此，以TiO₂为原料的光催化材料也越来越受到研究人员的关注。

专利CN101318126通过公开了一种高结晶度、大比表面积纳米TiO₂光催化剂的制备方法，通过溶胶、水热预晶化和有机胺回流固化处理等得到了一种具有特定晶型结构的多孔纳米TiO₂光催化剂；专利CN106732506A公开了一种碳钇改性TiO₂光催化剂的制备工艺，采用溶胶凝胶法，以钛酸四丁酯为原料制备前驱体溶胶，然后向前驱体溶胶中掺杂改性元素，搅拌得到凝胶，将凝胶经过干燥、粉碎、焙烧，得到改性的TiO₂。上述方法制备出的TiO₂均为颗粒状，虽具有较好的催化活性，但存在易团聚、难回收等缺点。

专利CN103263902A公开了一种玻璃纤维布负载TiO₂光催化剂的制备方法，专利CN106423250A公开了一种活化沸石分子筛负载TiO₂光催化材料的制备方法，上述方法通过将TiO₂纳米颗粒负载在基体上，一定程度上解决了催化剂分离回收的难题，但降低了TiO₂纳米颗粒的比表面积，造成TiO₂的催化活性的降低。

此时，TiO₂纳米纤维光催化材料由于在一定程度的保留了光催化材料的催化活性的同时又具有直径小和比表面积大等优点，已逐渐成为研究人员研究利用 TiO₂制备光催化材料的主要发展趋势之一。例如专利CN104153123B公开了一种柔性氧化钛纳米纤维膜及其制备方法，文献Scientific Reports 7(2017)1636采用Zr掺杂，并通过静电纺丝法制备出柔性TiO₂纤维膜，上述方法制备出氧化钛纳米纤维膜虽然具有一定的自支撑性，但二维膜结构造成其孔隙率难以提升，在高速流场作用下存在易破损的缺陷，影响其使用寿命。

因此，研究一种具有高的催化活性位点、高稳定性和高催化效率的光催化用弹性TiO₂陶瓷纤维海绵及其制备方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种具有高的催化活性位点、高稳定性和高催化效率的光催化用弹性TiO₂陶瓷纤维海绵及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种光催化用弹性TiO₂陶瓷纤维海绵的制备方法，步骤如下：

(1)配制粘性分散液，所述粘性分散液由水溶性高分子、水和无机溶胶组成；