本發(fā)明涉及一種納米纖維素的制備方法，更具體一點(diǎn)說(shuō)，涉及一種GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素的制備方法。

背景技術(shù)：

二氧化鈦光催化劑可以降解和轉(zhuǎn)化絕大多數(shù)污染物生成二氧化碳和水，并且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性、廉價(jià)安全、耐酸堿性強(qiáng)、氧化還原性強(qiáng)，所以二氧化鈦已經(jīng)被逐漸應(yīng)用于污染物處理、凈化水及空氣凈化等環(huán)境領(lǐng)域。二氧化鈦對(duì)有害氣體也具有吸收功能，納米二氧化鈦由于粒徑小，活性大，既能反射、散射紫外線，又能吸收紫外線，從而對(duì)紫外線有更強(qiáng)的阻隔能力。但是，目前二氧化鈦光催化還存在著諸多問(wèn)題，使其難以在實(shí)際中大規(guī)模的生成和使用，其中比較關(guān)鍵的問(wèn)題在于：二氧化鈦光催化應(yīng)用存在著許多的技術(shù)難題，比如光催化劑的負(fù)載技術(shù)、制備難易程度、分離回收技術(shù)和光催化活性穩(wěn)定性等。

隨著人們對(duì)納米技術(shù)研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)光催化活性與其顆粒尺寸有直接關(guān)系，尺寸越小，其比表面積就越大，單位面積上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的幾率就越大，則其光催化效率就越高。本發(fā)明通過(guò)水熱法獲得微孔球狀納米二氧化鈦，通過(guò)氧化石墨烯包覆二氧化鈦，避免二氧化鈦過(guò)多的聚集在一起降低光催化活性，制備簡(jiǎn)單、制備方法綠色環(huán)保、無(wú)污染、效率高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供具有制備簡(jiǎn)單、效率高、催化效果好等技術(shù)特點(diǎn)的一種GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素的制備方法。

本發(fā)明提供的一種GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素的制備方法，它采用如下步驟：

1)按質(zhì)量份數(shù)，取0.56～1.0份二氧化鈦，1.0～2.0份PEI，3.6～5.0份尿素，60～120份乙二醇溶液混合，用玻璃棒攪拌直至完全溶解，轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，在180～200℃的條件下反應(yīng)12～14h，待自然冷卻至室溫，用轉(zhuǎn)速為3500～4500rmp的離心機(jī)離心5～10min，分別用乙醇和水洗滌數(shù)次，然后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為9，真空抽濾獲得濾餅，將濾餅置于50～60℃條件下的烘箱或高溫爐內(nèi)干燥一夜，獲得中空二氧化鈦粉末；

2)按質(zhì)量份數(shù)，取30～40份NaOH固體，60～80份尿素，400～500份去離子水混合攪拌溶解，待冷卻至室溫后，置于-10～-20℃的溫度條件下放置4～5h，加入2～5份脫脂棉攪拌溶解，超聲2～4h，獲得纖維素溶液；

3)將步驟2)獲得的纖維素溶液加入到離心機(jī)中，用3500～4500rmp的離心機(jī)離心5～10min，取下層沉淀物，逐滴加入濃硫酸，直至PH值為3～4，再加入去離子水調(diào)節(jié)PH值為7，獲取的溶液A；

4)按質(zhì)量份數(shù)，取50～80份步驟3)獲得的溶液A，加入0.5～1.0份步驟1)獲得的中空二氧化鈦粉末，在50～60℃條件下?lián)u床震蕩1～2h，再加入0.5～1份的GO分散液混合，將上述混合物轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯高壓釜，在180～200℃條件下放置4～8h，待自然冷卻至室溫后過(guò)濾，在50～60℃條件下的烘箱內(nèi)干燥一夜，獲得產(chǎn)物B；

5)將步驟4)獲得的產(chǎn)物B放入充入氮?dú)獾鸟R弗爐中煅燒，以1℃/min的升溫速率升溫至500～600℃，保溫2h，獲得GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素。

本發(fā)明提供的一種GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素的制備方法，它采用如下步驟：

1)按質(zhì)量份數(shù)，取0.78份二氧化鈦，1.5份PEI，4.3份尿素，90份乙二醇溶液混合，用玻璃棒攪拌直至完全溶解，轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，在190℃的條件下反應(yīng)13h，待自然冷卻至室溫，用轉(zhuǎn)速為4000rmp的離心機(jī)離心8min，分別用乙醇和水洗滌數(shù)次，然后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為9，真空抽濾獲得濾餅，將濾餅置于55℃條件下的烘箱或高溫爐內(nèi)干燥一夜，獲得中空二氧化鈦粉末；

2)按質(zhì)量份數(shù)，取35份NaOH固體，70份尿素，450份去離子水混合攪拌溶解，待冷卻至室溫后，置于-15℃的條件下放置4.5h，加入3.5份脫脂棉攪拌溶解，超聲3h，獲得纖維素溶液；

3)將步驟2)獲得的纖維素溶液加入到離心機(jī)中，用4000rmp的離心機(jī)離心8min，取下層沉淀物，逐滴加入濃硫酸，直至PH值為3.5，再加入去離子水調(diào)節(jié)PH值為7，獲取的溶液A；

4)按質(zhì)量份數(shù)，取65份步驟3)獲得的溶液A，加入0.75份步驟1)獲得的中空二氧化鈦粉末，在55℃條件下?lián)u床震蕩1.5h，再加入0.75份的GO分散液混合，將上述混合物轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯高壓釜，在190℃條件下放置6h，待自然冷卻至室溫后過(guò)濾，置于55℃條件下的烘箱內(nèi)干燥一夜，獲得產(chǎn)物B；

5)將步驟4)獲得的產(chǎn)物B置于充入氮?dú)獾鸟R弗爐中煅燒，以1℃/min的升溫速率升溫至550℃，保溫2h，獲得GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素。

本發(fā)明的有效益效果：通過(guò)氧化石墨烯包覆二氧化鈦，避免二氧化鈦過(guò)多的聚集在一起降低光催化活性；制備方法綠色環(huán)保、無(wú)污染、效率高；操作步驟簡(jiǎn)單，通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱法即可獲得微孔球狀二氧化鈦；可以催化、光解附著于物體表面的各種甲醛等有機(jī)物及部分無(wú)機(jī)物；獲得的二氧化鈦比表面積大、性能優(yōu)異；具有更高的光催化活性，應(yīng)用更加廣泛。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的介紹：

本發(fā)明所述的一種GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素的制備方法，采用如下步驟：

1)按質(zhì)量份數(shù)，取0.56～1.0份二氧化鈦，1.0～2.0份PEI，3.6～5.0份尿素，60～120份乙二醇溶液混合，用玻璃棒攪拌直至完全溶解，轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，在180～200℃的條件下反應(yīng)12～14h，待自然冷卻至室溫，用轉(zhuǎn)速為3500～4500rmp的離心機(jī)離心5～10min，分別用乙醇和水洗滌數(shù)次，然后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為9，真空抽濾獲得濾餅，將濾餅置于50～60℃條件下的烘箱或高溫爐內(nèi)干燥一夜，獲得中空二氧化鈦粉末；

2)按質(zhì)量份數(shù)，取30～40份NaOH固體，60～80份尿素，400～500份去離子水混合攪拌溶解，待冷卻至室溫后，置于-10～-20℃的溫度條件下放置4～5h，加入2～5份脫脂棉攪拌溶解，超聲2～4h，獲得纖維素溶液；

3)將步驟2)獲得的纖維素溶液加入到離心機(jī)中，用3500～4500rmp的離心機(jī)離心5～10min，取下層沉淀物，逐滴加入濃硫酸，直至PH值為3～4，再加入去離子水調(diào)節(jié)PH值為7，獲取的溶液A；

4)按質(zhì)量份數(shù)，取50～80份步驟3)獲得的溶液A，加入0.5～1.0份步驟1)獲得的中空二氧化鈦粉末，在50～60℃條件下?lián)u床震蕩1～2h，再加入0.5～1份的GO分散液混合，將上述混合物轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯高壓釜，在180～200℃條件下放置4～8h，待自然冷卻至室溫后過(guò)濾，在50～60℃條件下的烘箱內(nèi)干燥一夜，獲得產(chǎn)物B；

5)將步驟4)獲得的產(chǎn)物B放入充入氮?dú)獾鸟R弗爐中煅燒，以1℃/min的升溫速率升溫至500～600℃，保溫2h，獲得GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素。

實(shí)施例1：一種GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素的制備方法，該制備方法采用如下步驟：

1)按質(zhì)量份數(shù)，取0.56份二氧化鈦，1.0份PEI，3.6份尿素，60份乙二醇溶液混合，用玻璃棒攪拌直至完全溶解，轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，在180℃的條件下反應(yīng)12h，待自然冷卻至室溫，用轉(zhuǎn)速為3500rmp的離心機(jī)離心5min，分別用乙醇和水洗滌數(shù)次，然后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為9，真空抽濾獲得濾餅，將濾餅置于50℃條件下的烘箱或高溫爐內(nèi)干燥一夜，獲得中空二氧化鈦粉末；

2)按質(zhì)量份數(shù)，取30份NaOH固體，60份尿素，400份去離子水混合攪拌溶解，待冷卻至室溫后，置于-10℃的溫度條件下放置4h，加入2份脫脂棉攪拌溶解，超聲2h，獲得纖維素溶液；

3)將步驟2)獲得的纖維素溶液加入到離心機(jī)中，用3500rmp的離心機(jī)離心5min，取下層沉淀物，逐滴加入濃硫酸，直至PH值為3，再加入去離子水調(diào)節(jié)PH值為7，獲取的溶液A；

4)按質(zhì)量份數(shù)，取50份步驟3)獲得的溶液A，加入0.5份步驟1)獲得的中空二氧化鈦粉末，在50℃條件下?lián)u床震蕩1h，再加入0.5份的GO分散液混合，將上述混合物轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯高壓釜，在180℃條件下放置4h，待自然冷卻至室溫后過(guò)濾，在50℃條件下的烘箱內(nèi)干燥一夜，獲得產(chǎn)物B；

5)將步驟4)獲得的產(chǎn)物B放入充入氮?dú)獾鸟R弗爐中煅燒，以1℃/min的升溫速率升溫至500℃，保溫2h，獲得GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素。

實(shí)施例2：一種GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素的制備方法，該制備方法采用如下步驟：

1)按質(zhì)量份數(shù)，取0.78份二氧化鈦，1.5份PEI，4.3份尿素，90份乙二醇溶液混合，用玻璃棒攪拌直至完全溶解，轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，在190℃的條件下反應(yīng)13h，待自然冷卻至室溫，用轉(zhuǎn)速為4000rmp的離心機(jī)離心8min，分別用乙醇和水洗滌數(shù)次，然后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為9，真空抽濾獲得濾餅，將濾餅置于55℃條件下的烘箱或高溫爐內(nèi)干燥一夜，獲得中空二氧化鈦粉末；

2)按質(zhì)量份數(shù)，取35份NaOH固體，70份尿素，450份去離子水混合攪拌溶解，待冷卻至室溫后，置于-15℃的條件下放置4.5h，加入3.5份脫脂棉攪拌溶解，超聲3h，獲得纖維素溶液；

3)將步驟2)獲得的纖維素溶液加入到離心機(jī)中，用4000rmp的離心機(jī)離心8min，取下層沉淀物，逐滴加入濃硫酸，直至PH值為3.5，再加入去離子水調(diào)節(jié)PH值為7，獲取的溶液A；

4)按質(zhì)量份數(shù)，取65份步驟3)獲得的溶液A，加入0.75份步驟1)獲得的中空二氧化鈦粉末，在55℃條件下?lián)u床震蕩1.5h，再加入0.75份的GO分散液混合，將上述混合物轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯高壓釜，在190℃條件下放置6h，待自然冷卻至室溫后過(guò)濾，置于55℃條件下的烘箱內(nèi)干燥一夜，獲得產(chǎn)物B；

5)將步驟4)獲得的產(chǎn)物B置于充入氮?dú)獾鸟R弗爐中煅燒，以1℃/min的升溫速率升溫至550℃，保溫2h，獲得GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素。

實(shí)施例3：一種GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素的制備方法，該制備方法采用如下步驟：

1)按質(zhì)量份數(shù)，取1.0份二氧化鈦，2.0份PEI，5.0份尿素，120份乙二醇溶液混合，用玻璃棒攪拌直至完全溶解，轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，在200℃的條件下反應(yīng)14h，待自然冷卻至室溫，用轉(zhuǎn)速為4500rmp的離心機(jī)離心10min，分別用乙醇和水洗滌數(shù)次，然后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為9，真空抽濾獲得濾餅，將濾餅置于60℃條件下的烘箱或高溫爐內(nèi)干燥一夜，獲得中空二氧化鈦粉末；

2)按質(zhì)量份數(shù)，取40份NaOH固體，80份尿素，500份去離子水混合攪拌溶解，待冷卻至室溫后，置于-20℃的溫度條件下放置5h，加入5份脫脂棉攪拌溶解，超聲4h，獲得纖維素溶液；

3)將步驟2)獲得的纖維素溶液加入到離心機(jī)中，用4500rmp的離心機(jī)離心10min，取下層沉淀物，逐滴加入濃硫酸，直至PH值為4，再加入去離子水調(diào)節(jié)PH值為7，獲取的溶液A；

4)按質(zhì)量份數(shù)，取80份步驟3)獲得的溶液A，加入1.0份步驟1)獲得的中空二氧化鈦粉末，在60℃條件下?lián)u床震蕩2h，再加入1.0份的GO分散液混合，將上述混合物轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯高壓釜，在200℃條件下放置8h，待自然冷卻至室溫后過(guò)濾，在60℃條件下的烘箱內(nèi)干燥一夜，獲得產(chǎn)物B；

5)將步驟4)獲得的產(chǎn)物B放入充入氮?dú)獾鸟R弗爐中煅燒，以1℃/min的升溫速率升溫至600℃，保溫2h，獲得GO包覆中空TiO₂球負(fù)載納米纖維素。

本發(fā)明所述的實(shí)施例并不限于以上所述3個(gè)實(shí)施例，通過(guò)前述公開(kāi)的數(shù)值范圍，在就具體實(shí)施例中進(jìn)行任意替換，從而可以得到無(wú)數(shù)個(gè)實(shí)施例，對(duì)此不一一例舉。