[發(fā)明專利]一種石墨烯、TiO2?氮化碳負(fù)載泡沫鎳的光催化材料及其制備方法與應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN107876078A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周瑩;李偉;左一粟;李成金;吳宜達(dá);張騫
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/24
• 分類號(hào): B01J27/24;B01D53/86;B01D53/56
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1.一種石墨烯、TiO₂-氮化碳負(fù)載泡沫鎳的光催化材料及制備方法與應(yīng)用，其特征在于，制備方法包括如下步驟：

⑴基底泡沫鎳的預(yù)處理：將泡沫鎳依次用低濃度酸和去離子水浸泡清洗，烘干干燥后作為載體待用；

⑵光催化原料氮化碳的制備：以含氮量豐富的前驅(qū)體在馬弗爐中高溫?zé)瞥煞垠w；

⑶氮化碳分散溶液的制備：將氮化碳粉末與分散劑石墨烯、TiO₂混合于有機(jī)溶劑中，超聲分散后充分?jǐn)嚢瑁吹挤稚⑷芤海?/p>

⑷浸漬加熱法制備石墨烯、TiO₂-氮化碳負(fù)載泡沫鎳的光催化材料：將步驟⑴預(yù)處理所得泡沫鎳浸泡于氮化碳分散溶液中，翻轉(zhuǎn)多次，使其充分浸泡后恒溫烘干，即石墨烯、TiO₂-氮化碳負(fù)載泡沫鎳的光催化材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯、TiO₂-氮化碳負(fù)載泡沫鎳的光催化材料的制備方法，其特征在于：步驟⑴所述泡沫鎳尺寸大小寬為20～200mm，長為50～400mm，通過如下具體步驟進(jìn)行預(yù)處理：將泡沫鎳置于低濃度酸中浸泡10～60min，再用清水沖洗2～3次，然后用去離子水沖洗2～3次，瀝干水分后置于恒溫干燥箱中烘干。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯、TiO₂-氮化碳負(fù)載泡沫鎳的光催化材料的制備方法，其特征在于：步驟⑵所述光催化原料的前驅(qū)體為氰胺、二氰二胺、三聚氰胺和尿素中的一種或幾種混合，高溫溫度控制在450～600℃，高溫時(shí)間為30～90min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯、TiO₂-氮化碳負(fù)載泡沫鎳的光催化材料的制備方法，其特征在于：

步驟⑶中所述的光催化劑原料氮化碳與所述分散劑石墨烯、TiO₂按0.1～2g:1～60mg:1～80mg配比；

步驟⑶中所述的分散劑TiO₂為銳鈦礦型、金紅石型或者是商用P25中任意一種；

步驟⑶中所述的有機(jī)溶劑包括甲醇、乙醇、丙酮等有機(jī)溶液中任意一種或至少兩種組合；

步驟⑶中所述的超聲分散時(shí)間為10～120min；

步驟⑶中所述的充分?jǐn)嚢钑r(shí)間為10～120min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯、TiO₂-氮化碳負(fù)載泡沫鎳的光催化材料的制備方法，其特征在于：步驟⑷所述的恒溫烘干的溫度為60～200℃。

6.一種石墨烯、TiO₂-氮化碳負(fù)載泡沫鎳的光催化材料，通過權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的制備方法得到。

7.權(quán)利要求6所述石墨烯、TiO₂-氮化碳負(fù)載泡沫鎳的光催化材料在空氣凈化領(lǐng)域的應(yīng)用，其特征在于：所述石墨烯、TiO₂-氮化碳負(fù)載泡沫鎳的光催化材料用于降解氮氧化物。

8.一種高效光催化降解氮氧化物的方法，其特征在于包括以下步驟：

⑴將權(quán)利要求10所述的石墨烯、TiO₂-氮化碳負(fù)載泡沫鎳的光催化材料置于光催化反應(yīng)器中；

⑵將含有氣體污染物NO的空氣通入反應(yīng)體系，其反應(yīng)體系NO濃度范圍為450～650ppb，經(jīng)過一定時(shí)間的暗場吸附后，開啟光源，進(jìn)行可見光照射，評(píng)價(jià)材料的氮氧化物的光催化活性。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高效光催化降解氮氧化物的方法，其特征在于：所述光催化反應(yīng)器為自行搭建氣路體系和高精度NO檢測器，實(shí)時(shí)監(jiān)測NO去除率變化；

所述的氣體污染物為NO，其初始濃度范圍為450～650ppb；

所述的空氣流速為0.5～2.5L/min；

所述NO流速為7.0～15.0mL/min；

所述的可見光燈為金屬鹵鎢燈，功率為150W。

10.權(quán)利要求9所述的高效光催化降解氮氧化物的方法的應(yīng)用，其特征在于：所述高效光催化降解氮氧化物的方法能應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化領(lǐng)域，如空調(diào)、風(fēng)扇過濾器的核心部件、空氣凈化器的核心部件、環(huán)保涂料等。