1.一种碳纤维负载二氧化钛光催化材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)将酯类钛源与无水醇溶液混合得到溶液A,将无水醇溶液、酸液、水与过量的稀土元素溶液混合得到溶液B,在搅拌的条件下将溶液A逐滴加入溶液B中,滴加完成后持续搅拌,得到掺杂TiO2溶胶,将掺杂TiO2溶胶烘干、研磨、燃烧后制得掺杂后的TiO2粉末;
(2)将碳纤维放入浓硝酸中,进行油浴处理,然后将碳纤维取出冷却、清洗、烘干后备用;
(3)将无水醇溶液、水与过量的稀土元素溶液混合均匀后得到溶液C,调节溶液C的pH值,将步骤(1)中得到的掺杂后的TiO2粉末加入到溶液C中,将酯类钛源缓慢的加入到无水醇溶液中得到溶液D,将步骤(2)中的烘干后的碳纤维浸泡在溶液C中,在搅拌的条件下向溶液C中缓慢滴加溶液D,滴加完成后持续搅拌,然后取出碳纤维并沥去其表面的溶胶,经烘干、洗涤、煅烧后得到所述的光催化材料;
所述的步骤(1)中的稀土元素溶液中的稀土元素与所述的步骤(3)中的稀土元素溶液中的稀土元素相同或不同。
2.根据权利要求1所述的碳纤维负载二氧化钛光催化材料的制备方法,其特征在于:所述的步骤(1)中的掺杂后的TiO2粉末中的稀土元素含量为0.05%‑0.2%;所述的步骤(1)中的酯类钛源与无水醇溶液的体积比为1:5‑20;所述的步骤(1)中的无水醇溶液、水的体积比为
5‑3:1;所述的步骤(1)中的无水醇溶液为无水乙醇、无水丙醇、无水丁醇或无水戊醇中的至少一种;所述的步骤(1)中的酸液为冰醋酸、稀盐酸或稀硝酸中的至少一种;所述的步骤(1)中的溶液B的pH值为3‑4;所述的步骤(1)中的持续搅拌步骤的时间为0.5‑2h;所述的步骤(1)中的搅拌步骤采用磁力搅拌或超声;所述的步骤(1)中的持续搅拌步骤采用磁力搅拌或超声。
3.根据权利要求1所述的碳纤维负载二氧化钛光催化材料的制备方法,其特征在于:所述的步骤(1)中的稀土元素溶液中含有镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇或钪中的至少一种;所述的步骤(1)中的酯类钛源为钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯。
4.根据权利要求1所述的碳纤维负载二氧化钛光催化材料的制备方法,其特征在于:所述的步骤(2)中的油浴步骤的温度为110‑130℃,时间为3‑5小时;所述的清洗步骤的清洗液的pH值大于6;所述的烘干步骤的温度为80‑120℃,时间为6‑24h。
5.根据权利要求1所述的碳纤维负载二氧化钛光催化材料的制备方法,其特征在于:所述的步骤(3)中的无水醇溶液与水的体积比为2‑4:1;所述的溶液C的pH值为3‑4。
6.根据权利要求1所述的碳纤维负载二氧化钛光催化材料的制备方法,其特征在于:所述的步骤(3)中的酯类钛源与无水醇溶液的体积比为1:5‑20;所述的搅拌步骤采用磁力搅拌或超声;所述的持续搅拌步骤的时间为1‑3小时;所述的持续搅拌步骤采用磁力搅拌或超声;所述的滴加步骤的时间为30‑60min;所述的步骤(3)中的烘干步骤的温度为80‑100℃;
所述的煅烧步骤的温度为350‑800℃,时间为2‑4小时。
7.根据权利要求1所述的碳纤维负载二氧化钛光催化材料的制备方法,其特征在于:所述的步骤(3)中的稀土元素溶液中含有镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇或钪中的至少一种;所述的步骤(3)中的酯类钛源为钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯;所述的步骤(3)中的无水醇溶液为无水乙醇、无水丙醇、无水丁醇或无水戊醇中的至少一种。
8.一种碳纤维负载二氧化钛光催化材料,其特征在于:所述的光催化材料由权利要求
1‑7中任一项所述的方法制成。
9.一种权利要求8所述的碳纤维负载二氧化钛光催化材料的应用,其特征在于:所述的光催化材料在废水处理中的应用。
10.根据权利要求9所述的碳纤维负载二氧化钛光催化材料的应用,其特征在于:所述的光催化材料在一种废水处理的反应装置中的应用。
11.一种废水处理的反应装置,其特征在于:包括壳体,所述的壳体内设置有权利要求8所述的光催化材料;所述的反应装置还包括鼓风机、循环泵、配电箱,所述的壳体分别与所述的鼓风机、循环泵、配电箱相连,所述的壳体内设置有射流泵、若干的紫外灯,所述的紫外灯固定于所述的壳体的一侧,所述的紫外灯与所述的光催化材料交错设置,所述的壳体上设置有收水管与泄空管,所述的收水管上设置有出水阀门。