[發明專利]類海膽狀二氧化鈦/氧化亞銅復合材料、其制法與應用

有效

• 申請號: 201911146521.7
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN112823881B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 李鑫恒;薛建斌;祁磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;B01J35/02;B01J35/10;C02F1/30;C02F101/36;C02F101/38;C02F101/30
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.類海膽狀二氧化鈦/氧化亞銅復合材料于可見光照射下降解對氯苯酚或對硝基苯酚中的應用，其特征在于：所述類海膽狀二氧化鈦/氧化亞銅復合材料包括作為載體的類海膽狀二氧化鈦，以及負載于所述載體表面的氧化亞銅納米顆粒，所述類海膽狀二氧化鈦與所述氧化亞銅納米顆粒形成異質結結構；所述類海膽狀二氧化鈦/氧化亞銅復合材料比表面積為22~26m²/g，孔徑范圍集中于4~70nm，所述類海膽狀二氧化鈦/氧化亞銅復合材料中類海膽狀二氧化鈦與氧化亞銅的質量比為3:1~48:1；所述類海膽狀二氧化鈦為金紅石相；所述類海膽狀二氧化鈦包含復數個二氧化鈦納米刺，納米刺直徑為40~60nm，該復數個二氧化鈦納米刺相互堆疊形成具有多孔結構的類海膽狀結構，所述類海膽狀二氧化鈦的尺寸為2~3μm，比表面積為20~24m²/g，其孔道直徑范圍為5~60nm；所述氧化亞銅納米顆粒的粒徑為5~20nm；

其中，所述類海膽狀二氧化鈦/氧化亞銅復合材料的制備方法包括：

將二氧化鈦前驅物、表面活性劑、鹽酸、溶劑和水均勻混合，形成水熱反應體系；

使所述水熱反應體系于100-240℃進行水熱反應6-48h，之后將所獲固形物400~500^oC下煅燒1~2h，獲得類海膽狀二氧化鈦；

將氧化亞銅前驅物、乙二胺四乙酸二鈉、所述類海膽狀二氧化鈦、氫氧化鈉溶液和水均勻混合，形成第二混合反應體系，并于室溫下攪拌反應0.5~1h，之后加入添加劑，繼續攪拌反應10~30min，然后加入還原劑反應，再經后處理獲得類海膽狀二氧化鈦/氧化亞銅復合材料。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述二氧化鈦前驅物選自鈦酸異丙酯、鈦酸正丁酯、鈦酸戊酯中的任意一種或兩種以上的組合。

3.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述溶劑選自水、乙二醇、乙醇、甘油、丙酮中的任意一種或兩種以上的組合。

4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，所述溶劑為乙二醇。

5.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述溶劑與水的體積比為0.5:1~5:1。

6.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述表面活性劑選自聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨中的任意一種或兩種以上的組合。

7.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述表面活性劑與溶劑的質量體積比為1:1~85:1mg/mL。

8.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述鹽酸與二氧化鈦前驅物的體積比為2:1~20:1。

9.根據權利要求1所述的應用，其特征在于還包括：在所述水熱反應結束后，先將所獲固形物洗滌3~6次，之后于60~80℃烘干，再進行所述的煅燒處理。

10.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述氧化亞銅前驅物選自醋酸銅、硫酸銅、硝酸銅、乙酰乙酸銅中的任意一種或兩種以上的組合。

11.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述添加劑選自乙二胺四乙酸二鈉、溴化十六烷基三甲基銨、抗壞血酸、乙醇、氫氧化鈉、鹽酸、N-甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯中的任意一種或兩種以上的組合。

12.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述還原劑選自抗壞血酸、檸檬酸鈉、肼、硼氫化鈉中的任意一種。

13.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述氧化亞銅前驅物與類海膽狀二氧化鈦的質量比為0.01:3~1:3；所述氧化亞銅前驅物與添加劑的摩爾比為0.1:1~20:1；所述氫氧化鈉溶液的濃度為0.1~10mol/L；所述還原劑與氧化亞銅前驅物的質量比為1:30~1:80。

14.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述后處理包括：在所述反應結束后，先將反應所獲混合物以8000~10000rpm離心5~10min，洗滌3~6次，之后于60~70℃真空干燥10~12h，獲得所述類海膽狀二氧化鈦/氧化亞銅復合材料。