改性活性炭纤维负载TiO2复合材料及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种改性活性炭纤维负载tio2复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：三聚氰胺掺杂改性活性炭纤维：将活性炭纤维浸泡在三聚氰胺乙酸溶液中进行掺杂改性，烘干后得到改性活性炭纤维；以及tio2的负载：将tio2负载在所述改性活性炭纤维上，得到所述改性活性炭纤维负载tio2复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法在所述三聚氰胺掺杂改性活性炭纤维之前还包括活性炭纤维预处理步骤，所述活性炭纤维预处理步骤包括：将活性炭纤维剪碎、水煮、去杂，然后烘干得到预处理后的活性炭纤维，所述预处理后的活性炭纤维用于三聚氰胺掺杂改性活性炭纤维。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述活性炭纤维预处理步骤具体包括：将所述活性炭纤维剪成(2～3)cm*(2～3)cm，放入8％的乙醇溶液中浸泡洗涤三次，将有机质溶出，然后放入到去离子水中煮沸2～4h，每隔半小时换次水，随后在去离子水中浸泡去除活性炭纤维中的杂质，取出，在烘箱中80℃～120℃干燥，得到预处理后的所述活性炭纤维。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三聚氰胺掺杂改性活性炭纤维步骤中，所述三聚氰胺乙酸溶液中三聚氰胺的浓度为0.01mol/l～0.02mol/l，乙酸的浓度为4.0～6.0mol/l。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述活性炭纤维完全浸泡在所述三聚氰胺乙酸溶液中，超声10～20min，放入到真空干燥箱中，真空浸渍10～15min，反复两次，将浸渍好的活性炭纤维放入到烘箱中80～120℃烘干。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述tio2的负载包括：将无水乙醇和乙酸混合，将钛酸四丁酯加入无水乙醇和乙酸的混合液中，搅拌，制得溶液a；将无水乙醇、去离子水及乙酸混合，搅拌，制得溶液b；在800～1000rpm转速搅拌下，将所述溶液b逐滴滴入所述溶液a，滴加完毕后，搅拌，在室温条件下静置24h，得到陈化后的溶胶；将所述改性活性炭纤维放入所述陈化后的溶胶中，超声，再真空浸渍，反复两次超声真空浸渍，取出浸渍后的所述改性活性炭纤维放入烘箱中烘干；将烘干的所述改性活性炭纤维放入管式炉中，在氮气的保护下，焙烧，制得所述改性活性炭纤维负载tio2复合材料。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述溶液a中乙醇与乙酸的体积比为(34～40)：(17～20)；优选的，所述焙烧的温度为450℃～500℃。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述tio2的负载具体包括：将无水乙醇34～40ml与乙酸17～20ml混合，然后将10～15ml钛酸四丁酯加入无水乙醇和乙酸的混合液中，搅拌30～60min，制得所述溶液a；将10～20ml无水乙醇、30～60ml去离子水及2～4ml乙酸混合，搅拌30～60min，制得所述溶液b；在剧烈搅拌下，将所述溶液b逐滴滴入所述溶液a，滴加完毕后，搅拌2～4h，在室温条件
下静置24～48h，得到所述陈化后的溶胶；将所述改性活性炭纤维放入所述述陈化后的溶胶中，超声10～20min，再真空浸渍10～15min，反复两次超声真空浸渍，取出浸渍后的所述改性活性炭纤维放入烘箱中80℃～120℃下烘干；将烘干的所述改性活性炭纤维放入管式炉中，在氮气的保护下，升温到450℃～500℃焙烧，制得所述改性活性炭纤维负载tio2复合材料。9.一种改性活性炭纤维负载tio2复合材料，其特征在于，所述改性活性炭纤维负载tio2复合材料通过如权利要求1至8中任一项所述的改性活性炭纤维负载tio2复合材料的制备方法制备得到。10.如权利要求9所述的改性活性炭纤维负载tio2复合材料在挥发性有机物吸附及光催化中的应用。11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述挥发性有机物包括苯系物、醛酮类、卤代烃和醇类中的一种或多种。12.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述光催化的光强为16～24w。

技术总结
本发明公开了一种改性活性炭纤维负载TiO2复合材料及其制备方法和应用。其中，该制备方法包括以下步骤：三聚氰胺掺杂改性活性炭纤维：将活性炭纤维浸泡在三聚氰胺乙酸溶液中进行掺杂改性，烘干后得到改性活性炭纤维；以及TiO2的负载：将TiO2负载在改性活性炭纤维上，得到改性活性炭纤维负载TiO2复合材料。应用本发明的技术方案制备而成的改性活性炭纤维负载TiO2复合材料比表面积大，吸附能力强，光催化效率高，能够有效去除高浓度VOCs，制备方法简单，成本低。在空气净化、水净化、有机物吸附及光催化等领域具有广阔的应用前景。吸附及光催化等领域具有广阔的应用前景。吸附及光催化等领域具有广阔的应用前景。


技术研发人员：刘芳 齐学进 张帅 赵朝成 王永强
受保护的技术使用者：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司
技术研发日：2021.06.01
技术公布日：2022/12/5