[发明专利]用废棉制备掺银软碳-氮化碳-TiO2

权利要求书

1.用废棉制备掺银软碳-氮化碳-TiO₂复合材料的方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

步骤1，将废弃棉纤维经过清洗、溶胀后在氮气环境中煅烧成软碳纤维；

步骤1中，废弃棉纤维的清洗、溶胀和氮氛中煅烧制备软碳的具体过程为：

步骤1.1：将废弃棉纤维剪成长度为2.0～5.0mm，浸入摩尔浓度0.3～0.6M的NaOH溶液中，80～120℃水浴处理20～40min，然后用去离子水浸泡3～5次，每次20～40min，80～120℃真空干燥4～8h；

步骤1.2：将洗涤过的棉纤维浸泡在质量分数为50～60％的N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液，60～70℃水浴加热20～30min，然后用去离子水浸泡3～5次，每次20～40min，80～120℃真空干燥4～8h；

配制摩尔浓度为10～14M的KOH溶液，然后将干燥后的棉纤维浸泡在KOH溶液中，将纤维连同溶液一起添加到100ml的聚四氟乙烯内胆中；然后将内胆置于不锈钢反应釜中并加盖密封，将不锈钢反应釜加热升温至100～140℃，并以5～10r/min速率恒温处理2～5h；待反应结束反应釜自然冷却后，取出纤维用去离子水浸泡2～3次，每次10～30min，最后去离子水浸泡1～2次，在冷冻机中进行干燥；

步骤1.3：将步骤1.2处理后的纤维放入无盖石英舟中，然后转移到管式炉中，在氮氛环境下以1～5℃min^-1的加热速率升温至500～600℃并恒温处理2～5h；反应结束待石英舟冷却至室温，用无水乙醇超声振荡10～30min再浸泡10～30min，去离子水浸泡3～5次每次10～20min，80～130℃真空干燥5～8h，得到软碳纤维；

步骤2，将步骤1所述软碳纤维冷冻研磨成粉体，在避光、超声条件下将银量子点嵌入到软碳的微孔中，得到掺杂银量子点的软碳粉体；

步骤3，将石墨相氮化碳颗粒研磨成少层纳米片，并在聚乙烯吡咯烷酮的异丙醇溶液中进行超声振荡处理，剥离出单层g-C₃N₄纳米片；

步骤4，将单层g-C₃N₄纳米片添加到TiO₂前驱体钛酸异丙酯无水乙醇溶液中，在-30℃冷冻环境下进行振动砸击研磨，制成g-C₃N₄/TiO₂复合溶液；

步骤5，将掺杂银量子点软碳粉体添加到g-C₃N₄/TiO₂复合溶液中继续振动砸击研磨，最后将混合溶液在高温、高压条件下进行水热反应，制备得到掺杂银量子点软碳/g-C₃N₄/TiO₂复合材料。

2.根据权利要求1所述的用废棉制备掺银软碳-氮化碳-TiO₂复合材料的方法，其特征在于，

步骤2中，软碳纤维冷冻研磨成粉体，掺杂银量子点软碳的具体制备过程为：

步骤2.1：将所述软碳纤维加入到冷冻研磨罐中，零下30～35℃条件下，预冷冻20～40min，再振动砸击研磨20～40min，分20～40次，每次60s；使用去离子水将软碳粉体洗出，60～80℃真空烘干；

步骤2.2：配制浓度为1～5mmol/L的AgNO₃溶液；将经步骤2.1处理后的软碳粉体加入到AgNO₃溶液中，28～35KHZ频率下避光超声振荡10～30min，再浸泡10～30min，9000～11000r/min条件下离心15～20min，50～80℃真空干燥，得到掺杂银量子点的软碳。