[发明专利]一种聚酯纤维光降解催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚酯纤维光降解催化剂及其制备方法，首先通过均匀沉淀法制得铜、锌掺杂的偏钛酸，接着通过固相掺杂碳、硼，最后通过煅烧的方式制得共掺杂的纳米二氧化钛，该纳米二氧化钛具有抑制中毒和抑制孔道堵塞的特性，进而使得该催化剂具有优异的稳定性，进而可以多次重复使用。

技术领域

本发明涉及光降解催化剂技术领域，特别是指一种聚酯纤维光降解催化剂及其制备方法。

背景技术

当前，随着经济和科技的快速发展，聚酯纤维的应用日益广泛，以服装纺织品、非织造布等形式产生的聚酯纤维废弃物也随之逐年增多。据统计，2013年，中国每年纺织纤维消耗量为3800万吨，产生的废旧纺织品高达2350多万吨。然而目前废旧纺织品的主要处理方式为掩埋或焚烧，掩埋不仅需要几十年甚至上百年时间才能彻底降解，而且需要浪费大量的土地；而焚烧则会造成严重的大气污染，因此对废旧聚酯纤维进行回收利用是必然趋势。

以前，对废旧聚酯纤维纺织品的回收再利用技术主要有物理回收、化学回收两种，物理回收即将这些废弃聚酯类衣物，经简单的加工，做成家用拖把类等次生用品，此方式极大降低了纤维材料的价值；化学方法包括化学改进和化学降解，化学改进主要是改变原就有酯结构；化学降解是当今的研究热点，此方法中无论是中性水解还是两性水解，存在着诸如效率低、污染大等缺陷。

目前，公开号CN106512983A中公开了一种光降解聚酯纤维的催化剂的制备方法，该制备方法包括：1)将贝壳粉与凹凸棒土置于酸液中进行浸泡、过滤取滤饼以制得活化物；2)将可溶性铈盐、五氯化钽、氧化石墨烯、水合肼、水和活化物置于密闭的环境中进行水热反应、过滤去滤饼以制得水热产物；3)将水热产物置于钼酸盐水溶液中进行浸渍，接着烘干、焙烧以制得用于光降解聚酯纤维的催化剂。该催化剂虽然在可见光或者红外线的存在下，对于聚酯纤维具有优异的光降解效率，但是该催化剂存在弊端，即在回收使用4～5次后，聚酯纤维的光降解效率会急剧下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种聚酯纤维光降解催化剂及其制备方法，该聚酯纤维光降解催化剂具有优异的稳定性，进而可以多次重复使用，该制备方法具有原料易得且操作方便的特点。

基于上述目的本发明提供的一种聚酯纤维光降解催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将硫酸氧钛、尿素、铜盐、锌盐和水在密闭的环境中进行水热反应、将反应产物粉碎得到前驱体；

将碳源、硼源和所述前驱体进行球磨得到中间体；

将所述中间体在保护气的条件下进行煅烧制得聚酯纤维光降解催化剂。

可选的，所述硫酸氧钛、尿素、铜盐、锌盐和水的用量比为2mmol：0.5～1mmol：0.002～0.008mmol:0.001～0.004mmol:1～2mL。

可选的，所述水热反应的反应温度为115～125℃，反应时间为1.5～2h。

可选的，所述前驱体、碳源、硼源的摩尔比为1：0.005～0.01：0.001～0.004。

可选的，所述球磨转速为1500～1800rpm，球磨时间为20～30min。

可选的，所述锌盐为可溶性锌盐，所述可溶性锌盐为硫酸锌、硫化锌、硝酸锌中的至少一种。

可选的，所述铜盐为可溶性铜盐，所述可溶性铜盐为硫酸铜、硫化铜、硝酸铜中至少一种。

可选的，所述碳源选为抗坏血酸、水杨酸、葡萄糖、蔗糖、草酸和己二酸中的至少一种；所述硼源为硼酸和/或硼砂。

可选的，所述煅烧的煅烧温度为800～850℃，煅烧时间为2～3h。

一种聚酯纤维光降解催化剂，采用所述的制备方法制备而成。