一種纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑及制備與應用
【專利說明】一種纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgC1-Ag催化劑及制備與應用
技術領域
[0001]本發明屬于催化劑制備技術領域，具體涉及一種纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑及制備與應用。
【背景技術】
[0002]隨著能源問題的日益加劇，如何更加有效和充分利用綠色能源如生物質能和太陽能替代傳統石化能源，得到了社會的廣泛關注。
[0003]纖維素作為自然界最廣泛存在的資源，可再生，是綠色、環保的天然高分子材料。纖維素醋酸酯，即醋酸纖維素，于1865年首次制備，是一種已工業化產品，具有良好的加工性能，容易成膜成絲。醋酸纖維素在攝影中用于制造底片的片基，也用于人造纖維。氯化銀-銀是一種半導體材料，2008年Huang等首次將氯化銀_銀復合物作為光催化劑使用，利用可見光，催化降解甲基橙染料水體污染物。太陽能是一種新興的再生資源，充分利用太陽能，實現其直接使用顯得尤為重要，但大多半導體只能在紫外光條件下激發和應用。
【發明內容】
[0004]為了解決以上現有技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑的制備方法。
[0005]本發明的另一目的在于提供一種由上述方法制備得到的纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑。
[0006]本發明的再一目的在于提供上述纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑在可見光催化降解甲基橙等水體污染物中的應用。
[0007]本發明目的通過以下技術方案實現:
[0008]一種纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑的制備方法，包括以下制備步驟:
[0009](I)稱取纖維素醋酸酯，使用丙酮和N，N- 二甲基乙酰胺為溶劑，配置為質量分數為12%?15%的纖維素醋酸酯靜電紡絲溶液；
[0010](2)將步驟(I)的纖維素醋酸酯靜電紡絲溶液轉移到靜電紡絲設備中，通過靜電紡絲得到纖維素醋酸酯靜電紡絲膜；
[0011](3)將纖維素醋酸酯靜電紡絲膜放置在AgNO3溶液和NaCl溶液之間，避光條件下通過兩種溶液的相向擴散，在纖維素醋酸酯靜電紡絲膜上沉淀AgCl，得到纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl催化劑；
[0012](4)將纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl催化劑依次用去離子水洗滌、日光照射和40?80°C烘箱烘干，得到纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑。
[0013]步驟(I)中所述丙酮與N，N-二甲基乙酰胺的質量比優選為2:1。
[0014]步驟⑵中所述的靜電紡絲優選靜電壓為15?20kv，接收距離為11?15cm，靜電紡絲溶液的推進速度為I?3ml/h條件下的靜電紡絲。
[0015]步驟(3)中所述的AgNO3溶液和NaCl溶液的濃度為0.01?0.5mol/L，優選濃度為0.2mol/L ;所述避光放置擴散的時間為12?168h，優選72h。
[0016]一種纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑，通過以上方法制備得到。
[0017]上述纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑在可見光催化降解甲基橙等水體污染物中的應用。
[0018]本發明的制備方法及所得到的產物具有如下優點及有益效果:
[0019](I)本發明的纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑以可降解的纖維素醋酸酯作為基底，與以往單純的半導體光催化劑相比，具有原料廉價易得，使用方便和回收簡單的優點，催化劑使用及回收過程無需離心和過濾等步驟，具有良好的實際應用價值；
[0020](2)本發明的催化劑由于纖維素醋酸酯靜電紡絲膜的支撐作用，減少了 AgCl晶體催化劑使用量，提高了催化效率；
[0021](3)本發明得到的纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑在室溫下制得，并充分利用可再生的能源纖維素衍生物和太陽能，并可在可見光下激發使用，對水體污染物進行降解，整個過程都充分使用了再生能源，這對能源的可持續性應用具有重要的意義，同時體現了綠色化學的原則。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明實施例1得到的纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑的掃描電鏡圖；
[0023]圖2為本發明實施例1得到的纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑的吸光性能曲線圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0025]實施例1
[0026](I)稱取纖維素醋酸酯，使用質量比為2:1的丙酮和N，N-二甲基乙酰胺為溶劑，配置為質量分數為12%的纖維素醋酸酯靜電紡絲溶液；
[0027](2)將步驟(I)的纖維素醋酸酯靜電紡絲溶液轉移到靜電紡絲設備中，在靜電壓為15kv，接收距離為11cm，靜電紡絲溶液的推進速度為lml/h的條件下進行靜電紡絲，得到纖維素醋酸酯靜電紡絲膜；
[0028](3)將纖維素醋酸酯靜電紡絲膜放置在2個80ml的具支試管之間，在兩個試管中分別注入0.02mol/L的AgNO3溶液和NaCl溶液，避光放置擴散72h，得到纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl催化劑；
[0029](4)將纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl催化劑依次用去離子水洗滌、日光照射和40?80°C烘箱烘干，得到纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑。
[0030]本實施例得到的纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑的掃描電鏡圖如圖1所示，由圖1可以看出:立方體形AgCl-Ag晶體在纖維素醋酸酯靜電紡絲膜上原位生成，晶體粒徑為2?3 μπι;其吸光性能曲線圖如圖2所示，由圖2可以看出:本發明的纖維素醋酸酯靜電紡絲膜負載AgCl-Ag催化劑在可見光范圍內有吸收。在模擬一個太陽光強度條件下，1mg本實施例的催化劑可將甲基橙溶液(10mg/L)在3h內完全降解。
[0031]實施例2
[0032](I)稱取纖維素醋酸酯，使用質量比為2:1的丙酮和N，N-二甲基乙酰胺為溶劑，配置為質量分數為15%的纖維素醋酸酯靜電紡絲溶液；
[0033](2)將步驟(I)的纖維素醋酸酯靜電紡絲溶液轉移到靜電紡絲設備中，