專利名稱：銩摻雜鈦溶膠及可見光下降解織物有機污物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銩摻雜鈦溶膠及可見光下降解織物
有機污物的方法。
背景技術(shù)：
在紡織品的清洗技術(shù)中，一般選用洗滌劑以除去污垢，但同時需要耗用大量的水 資源且?guī)硪幌盗械幕瘜W(xué)污染，不符合節(jié)能環(huán)保的要求。基于光催化技術(shù)的自清潔材料以 其對有機污物的高光催化降解活性和深度礦化為無機小分子終端產(chǎn)物的反應(yīng)特性，利用光 催化材料對紡織品進行整理，通過吸收光源，對有機污物進行降解，提出了一種新型的紡織 品清洗方式。 Ti02光催化技術(shù)始于1972年，其降解污染物具有速度快、無選擇性、深度氧化完 全、能充分利用光能和空氣中的氧分子等優(yōu)點，能有效地將有機物降解為C02和H20，達(dá)到完 全無機化的目的。1102具有前述諸多優(yōu)點的同時，其電子和空穴容易發(fā)生復(fù)合，導(dǎo)致光催 化效率降低，并且Ti02帶隙較寬，只能在紫外光區(qū)顯示其光化學(xué)活性，對太陽能的利用率約 5X，限制了對太陽光的利用。因此，為了提高T叫光催化劑的光譜響應(yīng)范圍和催化效率，人 們采用了多種方法和手段改善Ti02的性能。專利號ZL 200510011916. 8提供了溶膠-凝 膠低溫燃燒合成金屬離子與氮共摻雜二氧化鈦光催化劑的方法，制備的光催化劑在波長小 于或等于600nm的光照下具有優(yōu)良的光催化活性；專利號ZL 200510083038. 0發(fā)明了一種 由二氧化鈦為主體的負(fù)載在多種載體上，摻雜了錫、鐵、鋅、鈰、鉬、銀、錳、鎢、硅、釩、鋯、鋁、 銅的一種或多種元素的，能在太陽光照射下有效降解有機物的二元或多元載體型納米復(fù)合 光催化劑的制備技術(shù)，包括共沉淀結(jié)合溶膠_凝膠結(jié)合超臨界流體干燥組合技術(shù)和浸漬兩 種制備方法；專利號ZL200610015209. 0公開了一種可見光區(qū)高活性氮摻雜納米二氧化鈦 催化劑的制備方法，與傳統(tǒng)二氧化鈦粉體相比，在可見光區(qū)有優(yōu)良的吸收，但其制備過程需 要高溫煅燒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于采用溶膠_凝膠法制備一種具有可見光響應(yīng)銩摻雜二氧化鈦
光催化材料，并將其施加到棉織物上，從而具有可見光下光降解有機污物的性能。 按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述銩摻雜鈦溶膠，其特征在于包括以下工藝步
驟 (1)、將1 50mL銩源加入到15 60mL蒸餾水中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值為1 4得 到溶液A ; (2)、按體積比為1 : 2量取無水乙醇和鈦酸四丁酯在磁力攪拌器強烈攪拌下向
錐形瓶中加入2 10mL無水乙醇和4 20mL的鈦酸四丁酯得到溶液B ; (3)、將溶液A緩緩滴入溶液B中，攪拌10 30min，得到溶膠A ; (4)、將溶膠A在30 5(TC振蕩水浴鍋中振蕩1 2h后，在室溫下放置、陳化24 72h得到銩摻雜鈦溶膠。 所述銩源為2g/L的三氯化銩溶液；所述銩摻雜鈦溶膠中銩鈦的摩爾比為 0. 5% 0. 8%。 利用所述銩摻雜鈦溶膠在可見光下降解織物有機污物的方法，采用以下步驟
(1)、將銩摻雜鈦溶膠加入去離子水稀釋至濃度為0. 1 20g/L，攪拌均勻得到溶
膠C; (2)、將棉織物浸入到溶膠C中，室溫下攪拌1 10min后，將棉織物在60 80°C 烘干5 10min， 100 120。C焙烘1 3min。 本發(fā)明采用溶膠-凝膠法通過摻雜稀土元素銩制備了負(fù)載型光催化劑，其中，采 用溶膠_凝膠工藝合成催化劑，具有反應(yīng)溫度低(通常在常溫下進行)、設(shè)備簡單、工藝可 控可調(diào)、過程重復(fù)性好等特點，不需過濾洗滌、不產(chǎn)生大量廢液；同時，籍凝膠的生成，凝膠 中顆粒間結(jié)構(gòu)的固定化，還可有效抑制顆粒的生長和凝聚過程，因而所形成的粉體催化劑 粒度細(xì)且分散性好。本發(fā)明的銩摻雜二氧化鈦溶膠制備方法簡單、低溫操作、具有可見光響 應(yīng)、成本低廉、重復(fù)可控性良好，其整理后的織物具有光催化作用，能夠有效的除去織物上 有機污物。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例進一步描述本發(fā)明。
實施例一 將4mL無水乙醇、8mL鈦酸四丁酯加入錐形瓶中，室溫下磁力攪拌使其完全溶解得 到溶液B ;取23mL濃度為2g/L的三氯化銩溶液加入到55mL的蒸餾水中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值 在3左右得到溶液A ;在攪拌下將溶液A滴加到溶液B中，持續(xù)攪拌30min，得到均勻透明的 溶膠A ;然后在4(TC振蕩水浴鍋中振蕩2h后，在室溫下放置、陳化24h得到銩摻雜鈦溶膠。 所得銩摻雜鈦溶膠中銩鈦的摩爾比為0. 71%。 將棉織物浸入6(TC去離子水中加熱30min，取出后用蒸餾水沖洗干凈，6(TC烘干。 將銩摻雜鈦溶膠加入去離子水稀釋至濃度為0. 5g/L，攪拌均勻得到溶膠C，將預(yù)處理后的 棉織物浸入到溶膠C中，室溫下攪拌5min后，將棉織物在6(TC烘干10min， IO(TC焙烘3min， 使其在織物纖維表面形成薄膜。取lmL辣椒油滴加到經(jīng)整理后的棉織物上烘干，在光照 強度為21. 0mW/cm2可見光下照射210min后，銩摻雜二氧化鈦對辣椒油的光催化降解率為 94. 97%。 實施例二 將6mL無水乙醇、12mL鈦酸四丁酯加入錐形瓶中，室溫下磁力攪拌使其完全溶解 得到溶液B ;取34. 5mL濃度為2g/L的三氯化銩溶液加入到43. 5mL的蒸餾水中，用鹽酸調(diào) 節(jié)pH值在2左右得到溶液A ;在攪拌下將溶液A滴加到溶液B中，持續(xù)攪拌10min，得到均 勻透明的溶膠A ;然后在5(TC振蕩水浴鍋中振蕩lh后，在室溫下放置、陳化36h得到銩摻雜 鈦溶膠。所得銩摻雜鈦溶膠中銩鈦的摩爾比為0. 71%。 將棉織物浸入6(TC去離子水中加熱30min，取出后用蒸餾水沖洗干凈，6(TC烘干。 將銩摻雜鈦溶膠加入去離子水稀釋至濃度為5g/L，攪拌均勻得到溶膠C，將預(yù)處理后的棉 織物浸入到溶膠C中，室溫下攪拌10min后，將棉織物在8(TC烘干5min， ll(TC焙烘3min，
4使其在織物纖維表面形成薄膜。取lmL辣椒油滴加到經(jīng)整理后的棉織物上烘干，在光照 強度為21. 0mW/cm2可見光下照射210min后，銩摻雜二氧化鈦對辣椒油的光催化降解率為
93. 64%。 實施例三 將10mL無水乙醇、20mL鈦酸四丁酯加入錐形瓶中，室溫下磁力攪拌使其完全溶解 得到溶液B ;取46mL濃度為2g/L的三氯化銩溶液加入到55mL的蒸餾水中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH 值在1左右得到溶液A ;在攪拌下將溶液A滴加到溶液B中，持續(xù)攪拌20min，得到均勻透明 的溶膠A;然后在3(TC振蕩水浴鍋中振蕩2h后，在室溫下放置、陳化72h得到銩摻雜鈦溶 膠。所得銩摻雜鈦溶膠中銩鈦的摩爾比為0. 57%。 將棉織物浸入6(TC去離子水中加熱30min，取出后用蒸餾水沖洗干凈，6(TC烘干。 將銩摻雜鈦溶膠加入去離子水稀釋至濃度為20g/L，攪拌均勻得到溶膠C，將預(yù)處理后的棉 織物浸入到溶膠C中，室溫下攪拌lmin后，將棉織物在7(TC烘干6min， IO(TC焙烘3min， 使其在織物纖維表面形成薄膜。取lmL辣椒油滴加到經(jīng)整理后的棉織物上烘干，在光照 強度為21. 0mW/cm2可見光下照射210min后，銩摻雜二氧化鈦對辣椒油的光催化降解率為
94. 56%。
權(quán)利要求
一種銩摻雜鈦溶膠的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)、將1～50mL銩源加入到15～60mL蒸餾水中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值為1～4，得到溶液A；(2)、按體積比為1∶2量取無水乙醇和鈦酸四丁酯在磁力攪拌器強烈攪拌下向錐形瓶中加入2～10mL無水乙醇和4～20mL的鈦酸四丁酯得到溶液B；(3)、將溶液A緩緩滴入溶液B中，攪拌10～30min，得到溶膠A；(4)、將溶膠A在30～50℃振蕩水浴鍋中振蕩1～2h后，在室溫下放置、陳化24～72h得到銩摻雜鈦溶膠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銩摻雜鈦溶膠，其特征在于，所述銩源為2g/L的三氯化銩溶液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求i所述的銩摻雜鈦溶膠，其特征在于，所述銩摻雜鈦溶膠中銩鈦的摩爾比為0. 5% 0. 8%。
4. 利用權(quán)利要求1所述的銩摻雜鈦溶膠在可見光下降解織物有機污物的方法，其特征在于，所述方法采用以下工藝步驟(1) 、將銩摻雜鈦溶膠加入去離子水稀釋至濃度為0. 1 20g/L，攪拌均勻得到溶膠C ;(2) 、將棉織物浸入到溶膠C中，室溫下攪拌1 10min后，將棉織物在60 8(TC烘干5 10min， 100 12(TC焙烘1 3min。
全文摘要
一種銩摻雜鈦溶膠及可見光下降解織物有機污物的方法，以鈦酸四丁酯為前驅(qū)體，采用溶膠凝膠法摻雜稀土元素銩，制備出銩摻雜鈦溶膠，所得銩摻雜鈦溶膠在振蕩水浴鍋中振蕩一定時間，室溫下放置、陳化；采用浸漬的方法使溶膠吸附于纖維上，烘干、焙烘，使銩摻雜鈦溶膠在織物纖維表面形成薄膜。本發(fā)明中的銩摻雜二氧化鈦溶膠制備方法簡單、低溫操作、具有可見光響應(yīng)；整理后的織物在可見光下能分解覆著在其上的有機污物，降解率可達(dá)到90％以上。
文檔編號D06M11/45GK101703925SQ200910221508
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者王潮霞, 許梅, 顧鈺良 申請人:江南大學(xué)