具备光催化降解抗生素和染料废水功能的光纤织物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具备光催化降解抗生素和染料废水功能的光纤织物及其制备方法，本发明专利技术将成品侧面发光光纤与普通纱线进行织造，制备侧面非定点发光织物。或将端面发光光纤与普通纱线织造后，特定位置经化学或物理定点处理制备侧面定点发光织物。在织物的发光位置处负载光催化剂，制备非定点或定点光催化织物。利用侧面定点发光光纤，使光催化剂能定点的光催化降解水体中抗生素或染料。本发明专利技术可解决传统光催化剂容易对水体造成二次污染及分散性差所带来催化性能低的问题；能实现黑暗环境中水体抗生素/染料的降解；含不同光催化剂的织物中的光纤分别接通不同光源，可实现多种抗生素/染料的同时降解，大大提高的光催化效率，具有广阔的应用前景。广阔的应用前景。广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
具备光催化降解抗生素和染料废水功能的光纤织物及其制备方法


[0001]本专利技术属于废水处理领域，特别涉及一种具备光催化降解抗生素和染料废水功能的光纤织物及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着人类经济活动加剧，工业生产的发展和社会经济的繁荣，在大量消耗能源的同时，将大量的工业废水和城市生活污水排入水体，水污染日益严重。抗生素是广泛应用于人类疾病预防、细菌感染治疗以及水产养殖业和畜牧业的药物，但在使用过程中，其大部分通过原药或代谢产物的形式排入水环境中。水环境中的抗生素能够驱动抗生素抗性细菌的出现以及抗生素抗性基因的累积，从而对水生生物和人类健康造成不利影响。另外，在各类工业废水排放中，印染废水因为其排放量大、碱性高、颜色浓、含有大量难降解的有毒物质而成为污水治理中的难点，这些物质的可降解能力较差，生物活性较强，长期的暴露会使生态系统生物链的部分环节被侵蚀。因此，对抗生素和染料废水进行高效、便捷、低成本处理具有十分重要的研究意义。
[0003]光催化水净化处理技术作为一种新型技术，可以在室温下利用太阳光能，绿色、高效、快速的去除水体中难降解有机污染物。尽管目前已报道了大量的光催化材料用于水体抗生素和染料的降解，但这些材料将存在以下问题：(1)直接以粉体用于废水处理，不仅容易造成水体二次污染(水处理完后，难以分离)，而且催化剂粉末容易团聚，较差的分散性会直接降低光催化性能；(2)只能在外界光源强光照射下才能起光催化作用，因而在黑暗环境中(下水道、水底或阴天)将无法应用；(3)只能光催化降解1
‑/>2种特定的抗生素或染料，而实际水样通常含有多种不同类型的抗生素及染料，因此无法满足实际需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具备光催化降解抗生素和染料废水功能的光纤织物及其制备方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]利用含有Bi基和TiO2基系列光催化剂的纱线和成品侧面发光光纤按要求混合织造制备非定点光催化织物；或利用普通纱线和成品侧面发光光纤按要求混合织造制备光纤织物，再使光纤织物外表面负载Bi基和TiO2基系列光催化剂制备侧面发光的非定点光催化织物；或利用含有Bi基和TiO2基系列光催化剂纱线和端面发光光纤按要求混合织造制备光纤织物，通过物理或者化学定点处理方法对光纤织物特定位置进行处理，实现侧面定点发光，制备定点光催化织物；或利用普通纱线和端面发光光纤按要求混合织造制备光纤织物，通过物理或者化学定点处理方法对光纤织物特定位置进行处理，实现侧面定点发光，并在处理后的织物上负载Bi基和TiO2基系列光催化剂，制备定点光催化织物；或在含有Bi基和TiO2基系列光催化剂的无纺布表面均匀固定成品侧面发光光纤或由端面发光光纤经物理
或者化学定点处理得到的侧面定点发光光纤，制备非定点或定点光催化无纺布。
[0007]进一步的，Bi基光催化剂采用TiO2/Bi2O3、BiVO4/BiOCl、GO/BiOCl、Bi2WO6/BiOCl、Bi3O4Cl/BiOCl、Fe3O4/BiOBr、Au/CdS/BiOCl的任意一种或多种，Bi基光催化剂用于降解抗生素；TiO2系列光催化剂采用TiO2、Mn
‑
TiO2和Ag6Si2O7/TiO2中的任意一种或多种，TiO2系列光催化剂用于降解染料。
[0008]进一步的，采用化学定点处理方法时，利用印花、喷墨打印、喷雾或涂覆方法对端面发光光纤或织物待处理位置进行定点腐蚀获得侧面定点发光光纤或织物。
[0009]进一步的，采用物理定点处理方法时，利用激光处理或机械打磨端面发光光纤或织物的待处理位置，获得侧面定点发光光纤或织物。
[0010]进一步的，所述含有Bi基和TiO2基系列光催化剂的纱线为经过后整理负载光催化剂的普通纱线或纺丝过程中加入光催化剂制备的化学纤维纺制的纱线。
[0011]进一步的，含有Bi基和TiO2基系列光催化剂的无纺布是普通无纺布经过后整理负载光催化剂的无纺布或者光催化纤维经非织造加工制备的无纺布。
[0012]进一步的，所述的光催化光纤织物中含有相同或不同种类的光催化剂的纱线，不同光催化剂位置通入特定类型或者波长的光，用于不同抗生素和染料的广谱降解。
[0013]进一步的，按要求混合织造指的是织造时使得成品侧面发光光纤或端面发光光纤和光催化纱线间隔排列、邻近或接触。
[0014]具备光催化降解抗生素和染料废水功能的光纤织物，由上述的方法制备得到。
[0015]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过化学腐蚀、激光处理或机械打磨等方法对端面发光光纤进行定点处理来制备侧面定点发光的光纤，并将其与负载有光催化剂的纱线进行编织，制备具有光催化性能的织物。当接通特定的光源，利用光纤优异的光传导功能及侧面发光特性，使光催化剂能定点的光催化降解水体中抗生素和染料。相比于传统光催化降解材料，该功能织物具有以下优点：(1)解决传统光催化剂容易对水体造成二次污染及分散性差所带来催化性能低的问题；(2)能实现黑暗环境中水体抗生素和染料的降解；(3)织物可以负载不同类型的光催化剂，当光纤分别接通不同光源，就能实现多种抗生素和染料的同时降解，从而大大提高材料的光催化效率，且具有更广阔的实际应用前景。
[0016]附图介绍
[0017]图1为机织光催化织物示意图。
[0018]图中各标号代表的部件含义如下：
[0019]221、光纤；222、含有光催化剂的纱线；223、普通纱线；224、定点发光位置
具体实施方式
[0020]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0021]实施例一：光催化剂为TiO2/Bi2O3，可见光条件下高效降解四环素
[0022](1)制备负载光催化剂TiO2/Bi2O3的纬纱。
[0023](2)织物的织造
[0024]在织机上将织物组织设计为平纹，用棉纱线进行穿综，将端面发光光纤和含有TiO2/Bi2O3的纱线以间隔的方式织入，光纤需在织物一边留出一定长度伸出织物外，得到端
面发光光纤织物。
[0025](3)光纤的处理
[0026]将端面发光光纤织物的待处理位置进行物理打磨使定点位置处的端面发光光纤刻蚀，制备侧面定点发光光纤织物，即为定点光催化织物。
[0027](4)可见光光催化降解四环素
[0028]在黑暗条件下，取尺寸为10cm
×
10cm的光催化织物，放入装有1000mL25mg/L四环素溶液的烧杯中。选用250W白炽灯为光源，将织物中的光纤两侧接通光源，光源距离15cm，溶液持续搅拌。光照开始计时，每隔20min取30mL样品，将样品放入离心机中离心取其上层清液并测定吸光度。四环素残余率的计算公式为：η＝C/C0×
100％＝A/A0×
100％。其中：C和C0分别表示t时刻和初始四环素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具备光催化降解抗生素和染料废水功能的光纤织物制备方法，其特征在于，利用含有Bi基和TiO2基系列光催化剂的纱线和成品侧面发光光纤按要求混合织造制备非定点光催化织物；或利用普通纱线和成品侧面发光光纤按要求混合织造制备光纤织物，再使光纤织物外表面负载Bi基和TiO2基系列光催化剂制备侧面发光的非定点光催化织物；或利用含有Bi基和TiO2基系列光催化剂纱线和端面发光光纤按要求混合织造制备光纤织物，通过物理或者化学定点处理方法对光纤织物特定位置进行处理，实现侧面定点发光，制备定点光催化织物；或利用普通纱线和端面发光光纤按要求混合织造制备光纤织物，通过物理或者化学定点处理方法对光纤织物特定位置进行处理，实现侧面定点发光，并在处理后的织物上负载Bi基和TiO2基系列光催化剂，制备定点光催化织物；或在含有Bi基和TiO2基系列光催化剂的无纺布表面均匀固定成品侧面发光光纤或由端面发光光纤经物理或者化学定点处理得到的侧面定点发光光纤，制备非定点或定点光催化无纺布。2.根据权利要求1所述的具备光催化降解抗生素和染料废水功能的光纤织物制备方法，其特征在于，Bi基光催化剂采用TiO2/Bi2O3、BiVO4/BiOCl、GO/BiOCl、Bi2WO6/BiOCl、Bi3O4Cl/BiOCl、Fe3O4/BiOBr和Au/CdS/BiOCl中的任意一种或多种，Bi基光催化剂用于降解抗生素；TiO2系列光催化剂采用TiO2、Mn
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TiO2和Ag6Si2O7/TiO2中的任意一种或多种，TiO2系列光催化剂用于降解染料。。3.根据权利要求1所述的具...

【专利技术属性】
技术研发人员：高超，邹汉涛，鄢雾，熊田田，程军，王霖，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：