技术领域
[0001] 本
发明涉及光降解催化剂技术领域，特别是指一种聚酯纤维光降解催化剂及其制备方法。
背景技术
[0002] 当前，随着经济和科技的快速发展，聚酯纤维的应用日益广泛，以服装纺织品、非织造布等形式产生的聚酯纤维废弃物也随之逐年增多。据统计，2013年，中国每年纺织纤维消耗量为3800万吨，产生的废旧纺织品高达2350多万吨。然而目前废旧纺织品的主要处理方式为掩埋或焚烧，掩埋不仅需要几十年甚至上百年时间才能彻底降解，而且需要浪费大量的土地；而焚烧则会造成严重的大气污染，因此对废旧聚酯纤维进行
回收利用是必然趋势。
[0003] 以前，对废旧聚酯纤维纺织品的回收再利用技术主要有物理回收、化学回收两种，物理回收即将这些废弃聚酯类衣物，经简单的加工，做成家用
拖把类等次生用品，此方式极大降低了纤维材料的价值；化学方法包括化学改进和化学降解，化学改进主要是改变原就有酯结构；化学降解是当今的研究热点，此方法中无论是中性
水解还是两性水解，存在着诸如效率低、污染大等
缺陷。
[0004] 目前，公开号CN106512983A中公开了一种光降解聚酯纤维的催化剂的制备方法，该制备方法包括：1)将贝壳粉与凹凸棒土置于酸液中进行浸泡、过滤取
滤饼以制得活化物；2)将可溶性铈盐、五氯化钽、
氧化
石墨烯、水合肼、水和活化物置于密闭的环境中进行水热反应、过滤去滤饼以制得水热产物；3)将水热产物置于钼酸盐水溶液中进行浸渍，接着烘干、
焙烧以制得用于光降解聚酯纤维的催化剂。该催化剂虽然在可见光或者红外线的存在下，对于聚酯纤维具有优异的光降解效率，但是该催化剂存在弊端，即在回收使用4～5次后，聚酯纤维的光降解效率会急剧下降。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提出一种聚酯纤维光降解催化剂及其制备方法，该聚酯纤维光降解催化剂具有优异的
稳定性，进而可以多次重复使用，该制备方法具有原料易得且操作方便的特点。
[0006] 基于上述目的本发明提供的一种聚酯纤维光降解催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0007] 将
硫酸氧
钛、尿素、
铜盐、锌盐和水在密闭的环境中进行水热反应、将反应产物
粉碎得到前驱体；
[0008] 将
碳源、
硼源和所述前驱体进行球磨得到中间体；
[0009] 将所述中间体在保护气的条件下进行
煅烧制得聚酯纤维光降解催化剂。
[0010] 可选的，所述硫酸氧钛、尿素、铜盐、锌盐和水的用量比为2mmol：0.5～1mmol：0.002～0.008mmol:0.001～0.004mmol:1～2mL。
[0011] 可选的，所述水热反应的反应
温度为115～125℃，反应时间为1.5～2h。
[0012] 可选的，所述前驱体、碳源、硼源的摩尔比为1：0.005～0.01：0.001～0.004。
[0013] 可选的，所述球磨转速为1500～1800rpm，球磨时间为20～30min。
[0014] 可选的，所述锌盐为可溶性锌盐，所述可溶性锌盐为硫酸锌、硫化锌、
硝酸锌中的至少一种。
[0015] 可选的，所述铜盐为可溶性铜盐，所述可溶性铜盐为硫酸铜、硫化铜、硝酸铜中至少一种。
[0016] 可选的，所述碳源选为
抗坏血酸、水杨酸、
葡萄糖、
蔗糖、
草酸和
己二酸中的至少一种；所述硼源为硼酸和/或硼砂。
[0017] 可选的，所述煅烧的煅烧温度为800～850℃，煅烧时间为2～3h。
[0018] 一种聚酯纤维光降解催化剂，采用所述的制备方法制备而成。
[0019] 从上面所述可以看出，本发明提供的一种聚酯纤维光降解催化剂的制备方法，首先通过均匀沉淀法制得铜、锌掺杂的偏钛酸，接着通过固相掺杂碳、硼，最后通过煅烧的方式制得共掺杂的纳米二氧化钛，该纳米二氧化钛具有抑制中毒和抑制孔道堵塞的特性，进而使得该催化剂具有优异的稳定性，进而可以多次重复使用。
具体实施方式
[0020] 为下面通过对
实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0021] 为了解决
现有技术中降解聚酯纤维催化剂的回收使用4～5次后，聚酯纤维的光降解效率会急剧下降的问题，本发明提供一种聚酯纤维光降解催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0022] 将硫酸氧钛、尿素、铜盐、锌盐和水在密闭的环境中进行水热反应、将反应产物粉碎得到前驱体；
[0023] 将碳源、硼源和所述前驱体进行球磨得到中间体；
[0024] 将所述中间体在保护气的条件下进行煅烧制得聚酯纤维光降解催化剂。
[0025] 首先通过均匀水热沉淀法制得铜、锌掺杂的偏钛酸前驱体，接着通过固相掺杂碳、硼，最后通过煅烧的方式制得共掺杂的纳米二氧化钛，该纳米二氧化钛具有抑制中毒和抑制孔道堵塞的特性，进而使得该催化剂具有优异的稳定性，进而可以多次重复使用。
[0026] 在上述制备方法中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化性能和稳定性能，优选地，硫酸氧钛、尿素、铜盐、锌盐和水的用量比为2mmol：0.5～1mmol：0.002～0.008mmol：0.001～0.004mmol：1～2mL。
[0027] 在上述制备方法的中，水热反应的条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化性能和稳定性能，优选地，水热反应满足以下条件：反应温度为115～125℃，反应时间为1.5～2h。
[0028] 在上述制备方法中，铜盐的种类可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化性能和稳定性能，优选地，铜盐为可溶性的，选自硫酸铜、硫化铜、硝酸铜中的至少一种。
[0029] 在上述制备方法中，锌盐的种类可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化性能和稳定性能，优选地，锌盐为可溶性的，选自硫酸锌、硫化锌、硝酸锌中的至少一中。
[0030] 在上述制备方法中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化性能和稳定性能，优选地，前驱体、碳源、硼源的摩尔比为1：0.005～0.01：0.001～0.004。
[0031] 在上述制备方法中，球磨的条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化性能和稳定性能，优选地，球磨满足以下条件：转速为1500～1800rpm，球磨时间为20～30min。
[0032] 在上述制备方法中，碳源和硼源的种类可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化性能和稳定性能，优选地，碳源选自抗坏血酸、水杨酸、葡萄糖、蔗糖、草酸和己二酸中的至少一种；硼源选自硼酸和/或硼砂。
[0033] 在上述制备方法中，煅烧的条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步催化剂的催化性能和稳定性能，优选地，煅烧满足以下条件：煅烧温度为800～850℃，煅烧时间为2～3h。
[0034] 本发明还提供了一种聚酯纤维光降解催化剂，该聚酯纤维光降解催化剂通过上述的制备方法制备而得。具有良好的催化性能和稳定性能。
[0035] 具体的，本发明实施例1一种聚酯纤维光降解催化剂采用如下制备方法制备而成，将硫酸氧钛、尿素、可溶性铜盐：硫酸铜、可溶性锌盐：硫酸锌和水按照2mmol：0.8mmol：0.006mmol：0.003mmol：1.5mL的用量比在密闭的环境中进行水热反应，反应温度为120℃，反应时间为1.8h、将反应产物粉碎以得到前驱体；
[0036] 将碳源：抗坏血酸、硼源：硼酸和前驱体，前驱体、碳源、硼源的摩尔比为1：0.008：0.003进行球磨，转速为1600rpm，球磨时间为25min，得到中间体；
[0037] 将中间体在保护气的条件下进行煅烧，煅烧温度为830℃，煅烧时间为2.5h制得聚酯纤维光降解催化剂1。
[0038] 具体的，本发明实施例2一种聚酯纤维光降解催化剂采用如下制备方法制备而成，将硫酸氧钛、尿素、可溶性铜盐：硫化铜、可溶性锌盐：硫化锌和水按照2mmol：0.5mmol：0.002mmol：0.001mmol：1mL的用量比在密闭的环境中进行水热反应，反应温度为115℃，反应时间为2h、将反应产物粉碎以得到前驱体；
[0039] 将碳源：水杨酸、硼源：硼酸和前驱体，前驱体、碳源、硼源的摩尔比为1：0.005：0.001，进行球磨，转速为1500rpm，球磨时间为30min，以得到中间体；
[0040] 将中间体在保护气的条件下进行煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为3h，以制得聚酯纤维光降解催化剂2。
[0041] 具体的，本发明实施例3一种聚酯纤维光降解催化剂采用如下制备方法制备而成，将硫酸氧钛、尿素、可溶性铜盐：硝酸铜、可溶性锌盐：硝酸锌和水按照2mmol：1mmol：0.008mmol：0.004mmol：2mL的用量比在密闭的环境中进行水热反应，反应温度为125℃，反应时间为1.5h，将反应产物粉碎以得到前驱体；
[0042] 将碳源：己二酸、硼源：硼酸和前驱体，前驱体、碳源、硼源的摩尔比为1：0.01：0.004进行球磨，转速为1800rpm，球磨时间为20min，以得到中间体；
[0043] 将中间体在保护气的条件下进行煅烧，煅烧温度为850℃，煅烧时间为2h，以制得聚酯纤维光降解催化剂3。
[0044] 对比例1，按照公开号CN106512983A的
专利文献中的实施例1记载的方法制得催化剂4。
[0045] 对比例2，按照实施例1制备的催化剂5，不同的是没有添加碳源。
[0046] 对比例3，按照实施例1制备的催化剂6，不同的是没有添加硼源。
[0047] 对比例4，按照实施例1制备的催化剂7，不同的是没有添加铜源。
[0048] 对比例5，按照实施例1制备的催化剂8，不同的是没有添加锌源。
[0049] 对比例6，按照实施例1制备的催化剂9，不同的是没有煅烧。
[0051] 在可见光或者红外线的存在下，将聚酯纤维、十六烷基三甲基溴化铵、上述催化剂和水按照100：30：1：500的重量比混合后进行光降解，接着将降解产物进行过滤，然后将
质量分数为10％的氢氧化钠溶液洗涤过滤得到的固体，最后将最终的固体进行称重计算降解率，然后采用上述催化剂进行相同条件下的重复降解催化，计算重复多次后的降解率，其中，降解率采用如下公式进行，
[0052]
[0053] 具体的降解结果以及降解条件见下表。
[0054]
[0055]
[0056] 通过上述实施例、对比例和应用例可知，本发明提供的催化剂对于聚酯纤维的光降解具有优异的催化性能和稳定性能。
[0057] 所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括
权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0058] 本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、
修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
