[发明专利]一种基于静电纺丝制备掺杂氧化银的氧化锰纳米线网络的方法及其在催化分解甲醛中的应用

说明书

本发明公开了一种基于静电纺丝制备掺杂氧化银的氧化锰纳米线网络的方法及其在催化分解甲醛中的应用，所述方法包括如下步骤：步骤一：将Mn(CH₃COO)₂溶液加入室温状态的PVA溶液中，在室温下磁力搅拌，得到静电纺丝前驱体溶液；步骤二：利用静电纺丝前驱体溶液通过注射泵推动注射器活塞，进行静电纺丝；步骤三：将纺成样品先置于高温空气中进行高温煅烧，再采用KMnO₄溶液浸泡法浸泡所得的纳米线网络；步骤四：将银纳米线分散液滴在纳米线网络上，随后进行烘干，利用氧等离子体处理滴加银纳米线后的样品，进而实现氧化银纳米线的掺杂。本发明所需设备简单，连接过程安全便捷，制备周期短，实现了氧化银的掺杂，提高了催化效果。

技术领域

本发明属于纳米材料制造领域，涉及一种基于静电纺丝制备掺杂氧化银的氧化锰纳米线网络的方法及其在催化分解甲醛中的应用。

背景技术

由甲醛导致的室内空气污染问题日益严重，如何高效地除去甲醛已经成为一大研究热点。如今国际上对催化降解甲醛进行了一系列的研究，主要包括回收法和分解净化法两大类。其中，回收法将甲醛从气体中分离，得到较高浓度的甲醛，再运用到工业生产中，但是回收法成本较高且处理过程中容易造成二次污染。而分解净化法通过紫外光氧化、生物降解、催化剂辅助分解等方法，利用化学反应将甲醛完全分解为无毒无害的二氧化碳和水。分解净化法能使甲醛高效去除，不产生二次污染，是目前的研究重点。氧化锰作为一种过渡金属氧化物，其本身催化性能的优良，具有高活性、低成本、无毒性等优点，已经受到越来越多的科研工作者的青睐和重视。为达到良好的催化性能，催化剂一般要求其具备比表面积大的特点，因此人们常常用氧化锰的纳米材料来实现对甲醛的催化降解。

在各种纳米材料的制备工艺中，静电纺丝法作为一种最为简便的制备纳米线结构的方法，制备出的氧化锰纳米线网络具有极大的比表面积和极高的长径比，在催化领域具有广阔的应用前景。单纯采用静电纺丝法获得的氧化锰纳米线网络往往由于长径比较低，导致对甲醛的催化效果不明显，而如何提高氧化锰对甲醛的催化效果成为了本领域研究人员致力于研究的重点。

发明内容

本发明针对静电纺丝法制备氧化锰纳米线催化甲醛方法存在的上述问题，提供了一种基于静电纺丝制备掺杂氧化银的氧化锰纳米线网络的方法及其在催化分解甲醛中的应用，掺杂了氧化银后的氧化锰纳米线网络催化甲醛的效果相比于未掺杂之前具有更大的优势。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于静电纺丝制备掺杂氧化银的氧化锰纳米线网络的方法，包括如下步骤：

步骤一：将Mn(CH₃COO)₂溶液加入室温状态的PVA溶液中，在室温下磁力搅拌，得到均一透明粘稠的静电纺丝前驱体溶液，其中：所述Mn(CH₃COO)₂溶液的浓度为0.25~0.3 g/mL，PVA溶液的浓度为0.1~0.15 g/mL，Mn(CH₃COO)₂溶液和PVA溶液的体积比为9:5；搅拌时间为1~2h；

步骤二：采用静电纺丝装置，利用步骤一配置的静电纺丝前驱体溶液通过注射泵推动注射器活塞，进行静电纺丝，其中：所述静电纺丝过程中，选用1 ml注射器作为纺丝液容器，纺丝液流量为0.25~0.30ml/h，纺丝电压为18~20 kV，纺丝头与收集板之间的间距为15~20 cm；