一种BiOCl/CA复合纳米纤维材料的制备方法

本发明涉及光催化，特别涉及一种biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法。

背景技术：

1、随着人类社会高速发展，能源危机与环境污染已成为人们关注的问题。半导体光催化技术作为一种以可再生能源太阳能作为驱动力可以将水裂解为氢气、二氧化碳还原为化学燃料甲烷等以及净化大气、水环境的绿色技术，因而受到社会的广泛关注。

2、半导体光催化材料biocl中带正电荷的[bi2o2]2+层和带负电荷的[cl]-层形成的层状结构非常容易形成内置电场，是一种重要的光催化剂。但是对于光催化剂应用问题，主要挑战一是电子空穴分离效率低，难以实现高效的光催化反应；另外，就是粉末催化剂难以回收循环利用。因此，设计开发出一种新型的高效的光生载流子分离的薄膜催化剂显得尤为迫切。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法，通过机械能引入压电效应，有效的解决biocl作为光催化材料在电子和空穴分离的效率不足，从而使制得biocl/ca复合纳米纤维材料的具有较高的压电-光催化性能。

2、为实现上述目的，本发明提出一种biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法，所述biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法包括以下步骤：

3、s10、对稻秆渣进行碱处理，得稻秆纤维素；

4、s20、将所述稻秆纤维素与冰醋酸、浓硫酸和醋酸酐混合反应后，加入去离子水沉淀，经水洗、抽滤，冷冻干燥得到稻秆源醋酸纤维素；

5、s30、将biocl粉体、聚乙烯吡咯烷酮粉体、稻秆源醋酸纤维素与有机溶剂混合，得纺丝液；

6、s40、将所述纺丝液静电纺丝，得biocl/ca复合纳米纤维材料。

7、可选地，在步骤s30中，

8、所述有机溶剂包括二氯甲烷和冰醋酸，所述二氯甲烷和冰醋酸的体积比为(2～2.5)：1；和/或，

9、所述biocl粉体、稻秆源醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮粉体的质量比为(0.4～6)：1：0.25；和/或，

10、所述纺丝液中稻秆源醋酸纤维素的质量浓度为0.13～0.15g/ml。

11、可选地，在步骤s40中，

12、所述静电纺丝的空气湿度为40～53％；和/或，

13、所述静电纺丝的空气温度为27～32℃。

14、可选地，在步骤s20中，

15、所述稻秆纤维素与冰醋酸、浓硫酸、醋酸酐的质量比为1：(8～19)：(0.045～0.05)：(4～5)；和/或，

16、所述混合的温度为50～60℃；所述混合的时间为1.5～2h。

17、可选地，所述步骤s10包括：

18、s101、将稻秆渣与氢氧化钾溶液混合，过滤，调节ph至中性，得中性溶液；

19、s102、将所述中性溶液与h2o2溶液混合，冷却抽滤，去除滤液，得稻秆纤维素。

20、可选地，在步骤s101中，

21、所述氢氧化钾溶液的质量浓度为0.04～0.05g/ml，每100ml氢氧化钾溶液添加4～5g稻秆渣混合；和/或，

22、所述h2o2溶液的质量浓度为0.02～0.03g/ml；和/或，

23、所述中性溶液与所述h2o2溶液的体积比为1：(2～2.5)。

24、可选地，在步骤s10之前，还包括：

25、s01、将稻秆粉碎得到稻秆粉，将稻秆粉与乙醇水溶液混合，得预混液；

26、s02、将所述预混液抽滤，清洗，取滤渣，得稻秆渣。

27、可选地，步骤s01中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积占比为50％～95％；和/或，

28、所述稻秆粉在预混液中的质量浓度为8～8.5g/ml；和/或，

29、所述混合的温度为200～210℃；和/或，

30、所述混合的时间为2～3h。

31、可选地，在步骤s30中，所述biocl粉体由以下方法制得：

32、将bi(no3)·5h2o和kcl及离子水混合，加热，经冷却、洗涤、抽滤处理后，干燥得到片状的biocl粉体。

33、可选地，所述bi(no3)·5h2o与kcl的摩尔比为1：(1～1.1)；和/或，

34、所述加热的温度为150～200℃；和/或，

35、所述加热的时间为18～24h；和/或，

36、所述干燥的温度为80～85℃；和/或，

37、所述干燥的时间为18～24h。

38、本发明提供的技术方案中，采用农业废弃物稻秆，通过组分分离、改性，制备出具有压电效应的纳米纤维材料，挖掘农业废弃物稻秆高值化利用价值。通过上述方法制备得到的具有压电-光催化效应的柔性biocl/ca纳米纤维材料，形貌为纳米纤维状薄膜，其纤维上负载biocl片状颗粒，能够充分利用压电效应引入自然界中机械能和光能，提高复合材料的光催化效果，同时作为光催化剂使用时便于回收循环利用。

技术特征：

1.一种biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，在步骤s30中，

3.如权利要求1所述的biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，在步骤s40中，

4.如权利要求1所述的biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，在步骤s20中，

5.如权利要求1所述的biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s10包括：

6.如权利要求5所述的biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，在步骤s101中，

7.如权利要求1所述的biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，在步骤s10之前，还包括：

8.如权利要求7所述的biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，步骤s01中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积占比为50％～95％；和/或，

9.如权利要求1所述的biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，在步骤s30中，所述biocl粉体由以下方法制得：

10.如权利要求9所述的biocl/ca复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述bi(no3)·5h2o与kcl的摩尔比为1：(1～1.1)；和/或，

技术总结本发明公开一种BiOCl/CA复合纳米纤维材料的制备方法，涉及光催化技术领域，所述BiOCl/CA复合纳米纤维材料的制备方法包括以下步骤：S10、对稻秆渣进行碱处理，得稻秆纤维素；S20、将所述稻秆纤维素与冰醋酸、浓硫酸和醋酸酐混合反应后，加入去离子水沉淀，经水洗、抽滤，冷冻干燥得到稻秆源醋酸纤维素；S30、将BiOCl粉体、聚乙烯吡咯烷酮粉体、稻秆源醋酸纤维素与有机溶剂混合，得纺丝液；S40、将所述纺丝液静电纺丝，得BiOCl/CA复合纳米纤维材料。本发明采用农业废弃物稻秆，通过组分分离、改性，制备出具有压电效应的纳米纤维材料，提高复合材料的光催化效果。技术研发人员：丁灯,刘鑫,轩瑞娜,陈季文,闫俊涛,江卓,王春蕾,黎小芳,孙亚,董星星,曾小军,刘华婷受保护的技术使用者：武汉轻工大学技术研发日：技术公布日：2024/4/24