[发明专利]一种碳化还原同步法制备碳纤维负载二氧化钛的方法

摘要

本发明公开了一种碳化还原同步法制备碳纤维负载二氧化钛的方法，对反应生成的纤维凝胶进行高温处理时，使得钛酸四丁酯发生还原得到二氧化钛，与此同时，高温还使纤维碳化，即同时完成钛源的还原与纤维的碳化，使二氧化钛均匀的附着在碳纤维表面，有效缩短工艺流程，降低成本与时间，利用特定的配方设计和工艺参数选择，制备合成出一种成本低廉、工艺简单、环境友好、易于分离的碳纤维负载二氧化钛光催化材料，该光催化材料具有分散多孔和较大的比表面积、二氧化钛分布均匀，同时可循环使用的功能特性。

主权项

一种碳化还原同步法制备碳纤维负载二氧化钛的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：选取20‑50g的木质素纤维，用蒸馏水清洗2‑4遍后置于80℃的真空干燥箱中，烘干20‑30h；将烘干后的木质素纤维浸泡于碱性溶液中，浸泡时间为20‑30h；随后将木质素纤维置于‑12℃～22℃的冰箱中冷冻20‑30h并使用蒸馏水清洗并滴定至中性，得到载体纤维；选取2‑3g上述步骤制备的载体纤维、8‑13mL钛酸四丁酯及30‑40mL无水乙醇配制成溶液，并在30℃的水浴锅中搅拌17‑25min,得到溶液A；量取30‑40mL无水乙醇，将2‑8mL冰醋酸及8‑13mL蒸馏水分别倒入无水乙醇中，将三者的混合溶液在三口烧瓶中搅拌20‑30min，并滴入1‑2滴盐酸调节pH值，使得pH≤3，得到溶液B；将溶液A滴入在室温水浴下，搅拌的溶液B中，滴速3mL/min，水浴加热1.5‑2.5h，得到白色带有纤维的凝胶，将纤维凝胶置于60‑80℃的真空烘箱中，烘干15‑20h并研磨成黄色粉末，将黄色粉末置于真空炉中，在280℃～450℃下热处理1.5‑3h，随炉冷却取出，即得所述碳纤维负载二氧化钛，所述热处理过程中木质素纤维碳化与钛酸四丁酯还原反应同时发生。