干凝膠和2. 5g聚乙烯醇分別溶解于水中 并合并后加入0.0 lmL濃度為lmol/L的AgNO3水溶液，混合均勻后，置于紫外燈下照射0. 5 小時，然后加入〇. 5mL濃度為0. lg/mL的氧化石墨烯水溶液,混合均勻后置于高壓反應(yīng)荃 中，于180°C下進行水熱處理3小時，取出冷卻后在玻璃上進行涂膜，室溫干燥得到高透明 薄膜；
[0044] (3)將步驟⑵得到的高透明薄膜在真空條件下，于180°C進行熱處理2小時，即 可得到二氧化鈦的質(zhì)量含量為66. 7%的聚乙烯醇/二氧化鈦/氧化石墨烯/銀多元復(fù)合光 催化薄膜。產(chǎn)品的透光性測試結(jié)果見表1。
[0045] 實施例6
[0046] (1)將IOml鈦酸四正丁酯加入到3. 4ml質(zhì)量濃度為50%的三氟乙酸溶液中進行 水解，其中鈦酸四正丁酯：三氟乙酸的摩爾比為1 :〇. 5,室溫劇烈攪拌1小時，得到黃褐色溶 液，將得到的黃褐色溶液直接在室溫空氣中進行干燥，除去可揮發(fā)性副產(chǎn)物，得到二氧化鈦 干凝膠；
[0047] (2)將步驟（1)得到的0. 5g的二氧化鈦干凝膠和2. 5g聚乙烯醇分別溶解于水中 并合并后加入0.0 lmL濃度為lmol/L的AgNO3水溶液，混合均勻后，置于紫外燈下照射0. 5 小時，然后加入〇. 5mL濃度為0. lg/mL的氧化石墨烯水溶液,混合均勻后置于高壓反應(yīng)荃 中，于180°C下進行水熱處理3小時，取出冷卻后在玻璃上進行涂膜，室溫干燥得到高透明 薄膜；
[0048] (3)將步驟⑵得到的高透明薄膜在真空條件下，于180°C進行熱處理2小時，即 可得到二氧化鈦的質(zhì)量含量為66. 7%的聚乙烯醇/二氧化鈦/氧化石墨烯/銀多元復(fù)合光 催化薄膜。
[0049] 實施例7
[0050] (1)將IOml鈦酸四正丁酯加入到3. 4ml質(zhì)量濃度為50%的三氯乙酸溶液中進行 水解，其中鈦酸四正丁酯：三氟乙酸的摩爾比為1 :〇. 5,室溫劇烈攪拌1小時，得到黃褐色溶 液，將得到的黃褐色溶液直接在室溫空氣中進行干燥，除去可揮發(fā)性副產(chǎn)物，得到二氧化鈦 干凝膠；
[0051] (2)將步驟（1)得到的0· 5g的二氧化鈦干凝膠和0· 25g聚乙烯醇分別溶解于水 中并合并后加入0. 03mL濃度為0. lmol/L的AgNO3水溶液，混合均勻后，置于紫外燈下照射 〇. 5小時,然后加入0. 5mL濃度為0. lg/mL的氧化石墨烯水溶液,混合均勻后置于高壓反應(yīng) 釜中，于180°C下進行水熱處理1小時，取出冷卻后在玻璃上進行涂膜，室溫干燥得到高透 明薄膜；
[0052] (3)將步驟⑵得到的高透明薄膜在真空條件下，于180°C進行熱處理2小時，即 可得到二氧化鈦的質(zhì)量含量為66. 7%的聚乙烯醇/二氧化鈦/氧化石墨烯/銀多元復(fù)合光 催化薄膜。
[0053] 實施例8
[0054] (1)將IOml鈦酸四正丁酯加入到3. 4ml質(zhì)量濃度為50%的三氟乙酸溶液中進行 水解，其中鈦酸四正丁酯：三氟乙酸的摩爾比為1 :〇. 5,室溫劇烈攪拌1小時，得到黃褐色溶 液，將得到的黃褐色溶液直接在室溫空氣中進行干燥，除去可揮發(fā)性副產(chǎn)物，得到二氧化鈦 干凝膠；
[0055] (2)將步驟（1)得到的0· 5g的二氧化鈦干凝膠和0· 25g聚乙烯醇分別溶解于水 中并合并后加入0. 03mL濃度為0. lmol/L的AgNO3水溶液，混合均勻后，置于紫外燈下照射 〇. 5小時,然后加入0. 5mL濃度為0. lg/mL的氧化石墨烯水溶液,混合均勻后置于高壓反應(yīng) 釜中，于180°C下進行水熱處理0. 5小時，取出冷卻后在玻璃上進行涂膜，室溫干燥得到高 透明薄膜；
[0056] (3)將步驟⑵得到的高透明薄膜在真空條件下，于180°C進行熱處理0. 5小時， 即可得到二氧化鈦的質(zhì)量含量為66. 7%的聚乙烯醇/二氧化鈦/氧化石墨烯/銀多元復(fù)合 光催化薄膜。
[0057] 實施例9
[0058] (1)將IOml鈦酸四正丁酯加入到3. 4ml質(zhì)量濃度為50%的三氟乙酸溶液中進行 水解，其中鈦酸四正丁酯：三氟乙酸的摩爾比為1 :〇. 5,室溫劇烈攪拌1小時，得到黃褐色溶 液，將得到的黃褐色溶液直接在室溫空氣中進行干燥，除去可揮發(fā)性副產(chǎn)物，得到二氧化鈦 干凝膠；
[0059] (2)將步驟（1)得到的0. 5g的二氧化鈦干凝膠和0. 25g聚丙烯酸分別溶解于水 中并合并后加入0. 03mL濃度為0. lmol/L的AgNO3水溶液，混合均勻后，置于紫外燈下照射 〇. 5小時,然后加入0. 5mL濃度為0. lg/mL的氧化石墨烯水溶液,混合均勻后置于高壓反應(yīng) 釜中，于180°C下進行水熱處理0. 5小時，取出冷卻后在玻璃上進行涂膜，室溫干燥得到高 透明薄膜；
[0060] (3)將步驟⑵得到的高透明薄膜在真空條件下，于180°C進行熱處理0. 5小時， 即可得到二氧化鈦的質(zhì)量含量為66. 7%的聚丙烯酸/二氧化鈦/氧化石墨烯/銀多元復(fù)合 光催化薄膜。
[0061] 實施例10
[0062] (1)將IOml鈦酸四正丁酯加入到3. 4ml質(zhì)量濃度為50%的三氟乙酸溶液中進行 水解，其中鈦酸四正丁酯：三氟乙酸的摩爾比為1 :〇. 5,室溫劇烈攪拌1小時，得到黃褐色溶 液，將得到的黃褐色溶液直接在室溫空氣中進行干燥，除去可揮發(fā)性副產(chǎn)物，得到二氧化鈦 干凝膠；
[0063] (2)將步驟（1)得到的0. 5g的二氧化鈦干凝膠和0. 25g聚乙烯吡咯烷酮分別溶解 于水中并合并后加入〇. 〇3mL濃度為0. lmol/L的AgNO3水溶液，混合均勻后，置于紫外燈下 照射0. 5小時，然后加入0. 5mL濃度為0. lg/mL的氧化石墨烯水溶液，混合均勻后置于高壓 反應(yīng)釜中，于180°C下進行水熱處理0. 5小時，取出冷卻后在玻璃上進行涂膜，室溫干燥得 到高透明薄膜；
[0064] (3)將步驟⑵得到的高透明薄膜在真空條件下，于180°C進行熱處理0. 5小時， 即可得到二氧化鈦的質(zhì)量含量為66. 7%的聚乙烯吡咯烷酮/二氧化鈦/氧化石墨烯/銀多 元復(fù)合光催化薄膜。
[0065] 實施例11
[0066] (1)將IOml鈦酸四乙酯加入到3. 4ml質(zhì)量濃度為50%的三氟乙酸溶液中進行水 解，其中鈦酸四乙酯：三氟乙酸的摩爾比為1 :〇. 5,室溫劇烈攪拌1小時，得到黃褐色溶液， 將得到的黃褐色溶液直接在室溫空氣中進行干燥，除去可揮發(fā)性副產(chǎn)物，得到二氧化鈦干 凝膠；
[0067] (2)將步驟（1)得到的0. 5g的二氧化鈦干凝膠和0. 25g聚乙烯吡咯烷酮分別溶解 于水中并合并后加入〇. 〇3mL濃度為0. lmol/L的AgNO3水溶液，混合均勻后，置于紫外燈下 照射0. 5小時，然后加入0. 5mL濃度為0. lg/mL的氧化石墨烯水溶液，混合均勻后置于高壓 反應(yīng)釜中，于180°C下進行水熱處理0. 5小時，取出冷卻后在玻璃上進行涂膜，室溫干燥得 到高透明薄膜；
[0068] (3)將步驟⑵得到的高透明薄膜在真空條件下，于180°C進行熱處理0. 5小時， 即可得到二氧化鈦的質(zhì)量含量為66. 7%的聚乙烯吡咯烷酮/二氧化鈦/氧化石墨烯/銀多 元復(fù)合光催化薄膜。
[0069] 對比例1
[0070] 實驗條件基本同實施例1，不同之處是在200°C進行熱處理2. 5小時。產(chǎn)品的透光 性測試結(jié)果見表1。
[0071] 對比例2
[0072] 實驗條件基本同實施例1，不同之處是在200°C進行熱處理10分鐘。產(chǎn)品的透光 性測試結(jié)果見表1。
[0073] 表 1.
[0074]
【主權(quán)項】
1. 一種聚合物/二氧化鈦多元復(fù)合光催化薄膜的制備方法，其特征是，所述的制備方 法包括以下步驟： (1) 將鈦酸酯加入到有機酸溶液中進行水解，其中：鈦酸酯：有機酸的摩爾比為1 : 0. 5~10 ;室溫攪拌，將得到的溶液直接在室溫空氣中進行干燥，除去可揮發(fā)性副產(chǎn)物，得 到二氧化鈦干凝膠； (2) 將步驟（1)得到的二氧化鈦干凝膠和水溶性聚合物分別溶解于水中并合并后加入 硝酸銀水溶液，其中：二氧化鈦干凝膠：水溶性聚合物：硝酸銀的質(zhì)量比為1 : (〇. 5~10): (0. 001~0. 01);混合均勻后，置于紫外燈下照射0. 5~3小時后，加入氧化石墨烯水溶液， 其中氧化石墨烯與二氧化鈦的質(zhì)量比為1 :1〇~500 ;然后置于高壓反應(yīng)釜中進行水熱處 理，將經(jīng)水熱處理并冷卻后得到的溶液在固體基材上進行涂膜，室溫干燥得到透明薄膜； (3) 將步驟（2)得到的透明薄膜在真空條件下進行熱處理，得到聚合物/二氧化鈦/氧 化石墨烯/銀多元復(fù)合光催化薄膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：所述的鈦酸酯選自鈦酸四乙酯、鈦酸四 異丙酯、鈦酸四正丁酯中的一種或幾種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：所述的有機酸溶液的質(zhì)量濃度為1%~ 99%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的制備方法，其特征是：所述的有機酸選自乙酸、三氟乙 酸、三氯乙酸中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：所述的聚合物選自聚乙烯醇、聚丙烯 酸、聚乙烯吡咯烷酮中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：所述的硝酸銀水溶液的濃度為0. 1~ lmol/L〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：所述的氧化石墨烯水溶液的濃度為 0· 1 ~lg/mL〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：所述的水熱處理的溫度為90~180°C; 水熱處理的時間為0. 5~10小時。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：所述的在真空條件下進行熱處理的溫 度為180~200°C ;熱處理的時間為0. 5~5小時。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚合物/二氧化鈦多元復(fù)合光催化薄膜的制備方法。本發(fā)明是將鈦酸酯在有機酸溶液中進行水解，干燥得到可溶性二氧化鈦固體干凝膠；固體干凝膠溶于水后與含有水溶性聚合物的水溶液混合，加入硝酸銀水溶液，置于紫外燈下照射后，加入氧化石墨烯水溶液，置于反應(yīng)釜中進行水熱處理，然后涂膜，得到的高透明薄膜再經(jīng)高溫真空熱處理，即可得到高透明聚合物/二氧化鈦多元復(fù)合光催化薄膜。采用本發(fā)明的制備方法得到的聚合物/二氧化鈦多元復(fù)合光催化薄膜具有透明度高、力學(xué)性能良好等優(yōu)點，在可見光照射下具有良好的光催化活性，可用于廢水中有機污染物的光催化降解，并且可以循環(huán)使用。本發(fā)明的制備方法簡單，所用設(shè)備操作容易。
【IPC分類】B01J31-38
【公開號】CN104646066
【申請?zhí)枴緾N201310598159
【發(fā)明人】孟祥福, 劉秀云, 呂立貞, 王麗麗, 劉彥鵬, 陳啟榮
【申請人】首都師范大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月22日