本發明涉及光降解催化劑，具體地，涉及一種用于光降解聚酯纖維的催化劑的制備方法，屬于催化劑的制備和應用。
背景技術：
：當前，隨著經濟和科技的快速發展，聚酯纖維的應用日益廣泛，以服裝紡織品、非織造布等形式產生的聚酯纖維廢棄物也隨之逐年增多。據統計，2013年，中國每年紡織纖維消耗量為3800萬噸，產生的廢舊紡織品高達2350多萬噸。然而目前廢舊紡織品的主要處理方式為掩埋或焚燒，掩埋不僅需要幾十年甚至上百年時間才能徹底降解，而且需要浪費大量的土地；而焚燒則會造成嚴重的大氣污染，因此對廢舊聚酯纖維進行回收利用是必然趨勢。現今，對廢舊聚酯纖維紡織品的回收再利用技術主要有物理回收、化學回收兩種，物理回收即將這些廢棄聚酯類衣物，經簡單的加工，做成家用拖把類等次生用品，此方式極大降低了纖維材料的價值；化學方法包括化學改進和化學降解，化學改進主要是改變原就有酯結構；化學降解是當今的研究熱點，此方法中無論是中性水解還是兩性水解，存在著諸如效率低、污染大等缺陷。技術實現要素：本發明的目的是提供一種用于光降解聚酯纖維的催化劑的制備方法和，通過該方法制得的催化劑對聚酯纖維的光降解具有優異的催化效率，并且該制備方法具有步驟簡單、原料易得的特點。為了實現上述目的，本發明提供了一種用于光降解聚酯纖維的催化劑的制備方法，包括以下步驟：1)將貝殼粉與凹凸棒土置于酸液中進行浸泡、過濾取濾餅以制得活化物；重量比為：貝殼粉：凹凸棒土：酸液＝100:42-56:200-300；浸泡溫度為45-60℃，浸泡時間為40-60min；2)將可溶性鈰鹽、五氯化鉭、氧化石墨烯、水合肼、水和所述活化物置于密閉的環境中進行水熱反應、過濾去濾餅以制得水熱產物；重量比為：可溶性鈰鹽：五氯化鉭：氧化石墨烯：水合肼：水：活化物＝100：30-45：8-10：25-33：300-500：60-85；反應溫度為140-160℃，反應時間為16-20h；3)將水熱產物置于鉬酸鹽水溶液中進行浸漬，重量比為：水熱產物：鉬酸鹽水溶液＝100：150-200，且所述鉬酸鹽水溶液中鉬酸鹽的濃度為30-40重量％；接著烘干、焙燒以制得所述用于光降解聚酯纖維的催化劑；浸漬溫度為70-85℃，浸漬時間為5-7h；烘干溫度為100-120℃，烘干時間為2-3h；焙燒溫度為380-420℃，焙燒時間為60-80min；步驟1)所述酸液選自磷酸溶液、鹽酸溶液或硫酸溶液，酸液的pH為5-6.5。。步驟2)中，所述可溶性鈰鹽選自三氯化鈰、硝酸鈰和硫酸鈰中的一種或多種。步驟3)中，所述鉬酸鹽水溶液選自鉬酸鉀水溶液、鉬酸鈉水溶液、鉬酸鈹水溶液和鉬酸鎂水溶液中的一種或多種。有益效果相比較傳統的化學、物理方法降解聚酯，此方法具有快速、高效、環保等優勢，而且此催化劑制取簡單、方便。具體實施方式以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。本發明提供了一種用于光降解聚酯纖維的催化劑的制備方法，包括：1)將貝殼粉與凹凸棒土置于酸液中進行浸泡、過濾取濾餅以制得活化物；2)將可溶性鈰鹽、五氯化鉭、氧化石墨烯、水合肼、水和活化物置于密閉的環境中進行水熱反應、過濾去濾餅以制得水熱產物；3)將水熱產物置于鉬酸鹽水溶液中進行浸漬，接著烘干、焙燒以制得用于光降解聚酯纖維的催化劑。在上述步驟1)中，各物料的用量可以在寬的范圍內選擇，但是為了使得制得的催化劑具有更優異的催化性能，優選地，在步驟1)中，相對于100重量份的貝殼粉，凹凸棒土的用量為42-56重量份，酸液的用量為200-300重量份。同時，在上述步驟1)中，酸液的pH可以在寬的范圍內選擇，但是為了使得制得的催化劑具有更優異的催化性能，優選地，酸液的pH為5-6.5。在本發明中，酸液的具體種類可以在寬的范圍內選擇，但是從酸化的效果以及成本上考慮，優選地，酸液選自磷酸溶液、鹽酸溶液或硫酸溶液。此外，在本發明的步驟1)中，浸泡的具體條件可以在寬的范圍內選擇，但是為了使得制得的催化劑具有更優異的催化性能，優選地，在步驟1)中，浸泡至少滿足以下條件：浸泡溫度為45-60℃，浸泡時間為40-60min。在上述制備方法的步驟2)中，各物料的用量可以在寬的范圍內選擇，但是為了使得制得的催化劑具有更優異的催化性能，優選地，在步驟2)中，相對于100重量份的可溶性鈰鹽，五氯化鉭的用量為30-45重量份，氧化石墨烯的用量為8-10重量份，水合肼的用量為25-33重量份，水的用量為300-500重量份，活化物的用量為60-85重量份。上述制備方法的步驟2)中，可溶性鈰鹽的具體種類可以在寬的范圍內選擇，但是為了使得制得的催化劑具有更優異的催化性能，優選地，可溶性鈰鹽選自三氯化鈰、硝酸鈰和硫酸鈰中的一種或多種。上述制備方法的步驟2)中，水熱反應的具體條件可以在寬的范圍內選擇，但是為了使得制得的催化劑具有更優異的催化性能，優選地，在步驟2)中，水熱反應至少滿足以下條件：反應溫度為140-160℃，反應時間為16-20h。上述制備方法的步驟3)中，各物料的用量可以在寬的范圍內選擇，但是為了使得制得的催化劑具有更優異的催化性能，優選地，在步驟3)中，在步驟3)中，相對于100重量份的水熱產物，鉬酸鹽水溶液的用量為150-200重量份，且鉬酸鹽水溶液中鉬酸鹽的濃度為30-40重量％；上述制備方法的步驟3)中，鉬酸鹽水溶液的種類可以在寬的范圍內選擇，但是為了使得制得的催化劑具有更優異的催化性能，優選地，鉬酸鹽水溶液選自鉬酸鉀水溶液、鉬酸鈉水溶液、鉬酸鈹水溶液和鉬酸鎂水溶液中的一種或多種。上述制備方法的步驟3)中，浸漬的具體條件可以在寬的范圍內選擇，但是為了使得制得的催化劑具有更優異的催化性能，優選地，在步驟3)中，浸漬至少滿足以下條件：浸漬溫度為70-85℃，浸漬時間為5-7h。上述制備方法的步驟3)中，烘干的具體條件可以在寬的范圍內選擇，但是為了使得制得的催化劑具有更優異的催化性能，優選地，烘干至少滿足以下條件：烘干溫度為100-120℃，烘干時間為2-3h。上述制備方法的步驟3)中，焙燒的具體條件可以在寬的范圍內選擇，但是為了使得制得的催化劑具有更優異的催化性能，優選地，焙燒至少滿足以下條件：焙燒溫度為380-420℃，焙燒時間為60-80min。本發明還提供了一種用于光降解聚酯纖維的催化劑，該用于光降解聚酯纖維的催化劑通過上述的方法制備而成。本發明進一步一種上述的用于光降解聚酯纖維的催化劑在光降解聚酯纖維中的應用。以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。實施例11)在50℃下，將貝殼粉與凹凸棒土置于pH為5.5的鹽酸溶液中進行浸泡50min(貝殼粉、凹凸棒土、酸液的重量比為100：48：250)、過濾取濾餅以制得活化物；2)將硝酸鈰、五氯化鉭、氧化石墨烯、水合肼、水和活化物按照100：35：9：29：400：75的重量比混合，接著置于150℃的密閉的環境中進行水熱反應18h、過濾去濾餅以制得水熱產物；3)在78℃下，將水熱產物置于濃度為35重量％的鉬酸鈉水溶液(水熱產物與鉬酸鹽水溶液的重量比為100：180)中進行浸漬6h；接著于110℃下烘干2.5h、于400℃下焙燒70min以制得用于光降解聚酯纖維的催化劑A1。實施例21)在45℃下，將貝殼粉與凹凸棒土置于pH為5的磷酸溶液中進行浸泡40min(貝殼粉、凹凸棒土、酸液的重量比為100：42：200)、過濾取濾餅以制得活化物；2)將三氯化鈰、五氯化鉭、氧化石墨烯、水合肼、水和活化物按照100：30：8：25：300：60的重量比混合，接著置于140℃的密閉的環境中進行水熱反應16h、過濾去濾餅以制得水熱產物；3)在70℃下，將水熱產物置于濃度為30重量％的鉬酸鎂水溶液(水熱產物與鉬酸鹽水溶液的重量比為100：150)中進行浸漬5h；接著于100℃下烘干2h、于380℃下焙燒60min以制得用于光降解聚酯纖維的催化劑A2。實施例31)在60℃下，將貝殼粉與凹凸棒土置于pH為6.5的硫酸溶液中進行浸泡60min(貝殼粉、凹凸棒土、酸液的重量比為100：56：300)、過濾取濾餅以制得活化物；2)將硫酸鈰、五氯化鉭、氧化石墨烯、水合肼、水和活化物按照100：45：10：33：500：85的重量比混合，接著置于160℃的密閉的環境中進行水熱反應20h、過濾去濾餅以制得水熱產物；3)在85℃下，將水熱產物置于濃度為40重量％的鉬酸鎂水溶液(水熱產物與鉬酸鹽水溶液的重量比為100：200)中進行浸漬7h；接著于120℃下烘干3h、于420℃下焙燒80min以制得用于光降解聚酯纖維的催化劑A3。對比例1按照實施例1的方法制得催化劑B1，所不同的是，步驟1)中未使用貝殼粉。對比例2按照實施例1的方法制得催化劑B2，所不同的是，步驟1)中未使用凹凸棒土。對比例3按照實施例1的方法制得催化劑B3，所不同的是，步驟2)中未使用氧化石墨烯和水合肼(水合肼可將氧化石墨烯還原成石墨烯)。對比例4按照實施例1的方法制得催化劑B4，所不同的是，步驟2)中未使用硝酸鈰。對比例5按照實施例1的方法制得催化劑B5，所不同的是，步驟2)中未使用五氯化鉭。對比例6按照實施例1的方法制得催化劑B6，所不同的是，未進行步驟6)。對比例7按照實施例1的方法制得催化劑B7，所不同的是，步驟6)中無焙燒工序。應用例1在可見光或者紅外線的存在下，將聚酯纖維、十六烷基三甲基溴化銨、上述催化劑和水按照100：30：1：500的重量比混合后進行光降解，接著將降解產物進行過濾，然后將質量分數為10％的氫氧化鈉溶液洗滌過濾得到的固體，最后將最終的固體進行稱重計算降解率，其中，具體的降解結果以及降解條件見表1。表1序號催化劑光源降解時間/h降解率/重量％1A1500W白熾燈399.72A2500W白熾燈399.43A3500W白熾燈399.64A1300W白熾燈394.55A1700W白熾燈399.76A11000W白熾燈399.87A1500W白熾燈193.28A1500W白熾燈599.89A1500W紅外線燈399.810A1700W紅外線燈399.911B1500W白熾燈380.212B2500W白熾燈379.513B3500W白熾燈377.414B4500W白熾燈381.615B5500W白熾燈371.516B6500W白熾燈376.317B7500W白熾燈382.418B8500W白熾燈380.719B9500W白熾燈373.8通過上述實施例、對比例和應用例可知，本發明提供的催化劑對于聚酯纖維的光降解具有優異的催化性能。以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。當前第1頁1 2 3