[发明专利]一种铂改性二氧化钛纳米线滤膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种铂改性二氧化钛纳米线滤膜的制备方法，其包括以下步骤：1）将钛前驱物、高聚物表面活性剂和有机酸、有机溶剂混合搅拌均匀，然后溶解到高浓度碱性溶液中进行水热反应，反应产物在酸性溶液中进行离子交换反应制备含钛纳米线材料；2）向步骤1）所得含钛纳米线材料中添加铂前驱物、空穴俘获剂和水进行光沉积，然后经过滤、洗涤后得到铂改性二氧化钛纳米线滤膜。本发明原料简单易得，以钛前驱体为原料，通过光沉积铂改性二氧化钛纳米线，进行工艺过程简单，得到的铂改性二氧化钛纳米线滤膜不仅拥有较高的光催化能力，在常温下还具有十分显著的热催化效果。

技术领域

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种铂改性二氧化钛纳米线滤膜的制备方法。

背景技术

甲醛(HCHO)是一种普遍存在在室内的空气污染物，因为其具有很多排放源，如家具，建材和装饰材料，还有食物烹饪等室内活动。甲醛是原浆毒物质，可以对呼吸道粘膜、眼睛和皮肤造成强烈伤同时引起人头晕等症状，长期接触还会致癌；因此，降低室内HCHO浓度，保护居民身体健康是现在的当务之急。去除降低HCHO的方式现在主要有控制HCHO排放和保证环境通风，目前研究了许多方法用于出去HCHO，如吸附，等离子体辅助氧化，光催化降解，光电催化氧化和热催化氧化。催化氧化是减少挥发性有机化合物最有前景的技术之一，因为挥发性有机化合物可以在比热氧化温度低得多的温度下通过催化剂氧化成二氧化碳。常规的催化氧化反应催化剂包括负载的贵金属(Pt，Pd，Rh和Au)催化剂和金属氧化物(Ag，Cu，Cr和Mn)。同时在研究中发现二氧化钛中掺杂钠元素可以很大程度的降低其热催化所需的温度。然而这些光催化剂材料主要以超细粉末的形式存在，光催化后通常难以分离和再循环，在实际应用中不可避免地导致二次污染。铂改性二氧化钛纳米纸提供了又一种无污染、可循环的材料，大大增加了二氧化钛的商业价值。

目前对于大多数研究，都是直接用基底材料作为成纸材料，如将TiO₂浆料涂在FTO玻璃上面、用氧化石墨烯混合TiO₂、添加纤维素让TiO₂成纸，这些制备方法已经很成熟也成功在商业上得到应用，它们可以用来过滤除废水，也可以用来在空气中降解有机污染物。采用TiO₂直接成纸的方法还没有报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种制备铂改性二氧化钛纳米线滤膜材料的方法，制备的铂改性二氧化钛纳米线滤膜具有很强的吸附性和热催化性能。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种铂改性二氧化钛纳米线滤膜的制备方法，其包括以下步骤：

1)将钛前驱物、高聚物表面活性剂和有机酸、有机溶剂混合搅拌均匀，然后加入到高浓度碱性溶液中进行水热反应；水热反应后所得固体产物在酸性溶液中进行离子交换反应，得到含钛纳米线材料；

2)向步骤1)所得含钛纳米线材料添加铂前驱物、空穴俘获剂及去离子水进行光沉积，然后经过滤、洗涤、干燥、煅烧处理，得到铂改性二氧化钛纳米线滤膜。

按上述方案，步骤1)中，钛前驱物、高聚物表面活性剂和有机酸、有机溶剂、高浓度碱性溶液的质量比为1:(0.12～0.18):(1.5～2.2):(1.3～1.42):(18～25)；水热反应后所得固体产物与酸性溶液的质量比为1:(300～600)。

按上述方案，步骤2)中，含钛纳米线材料、铂前驱物、空穴俘获剂和水之间的质量比为1:(0.008～0.034):(6.5～10.5):(150～250)。

按上述方案，步骤1)所述钛前驱体为四氯化钛、钛酸四丁酯、钛酸等中的一种或多种。

按上述方案，步骤1)所述高聚物表面活性剂的分子量为44000～54000，选自聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、聚丙烯酸胺等中的一种或多种。。