[發明專利]一種利用無紡布廢布制備金載碳布的方法

有效

• 申請號: 202011137787.8
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112337463B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 黃濤;杜晶;曹振興;宋東平;劉龍飛;張樹文;金俊勛;周璐璐
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: B01J23/52
• 分類號: B01J23/52;B01J37/02;B01J37/34;B82Y30/00;B82Y40/00;C07C49/78;C07C45/29
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

一種利用無紡布廢布制備金載碳布的方法，將無紡布廢布浸泡在氯金酸水溶液中，得到金浸廢布，將金浸廢布置于低溫等離子體低壓電極上進行低溫等離子體照射，即得金載碳布。本發明制備過程簡單，應用低溫等離子照射技術，通過調節氫氣與氬氣氣氛獲得氫自由基，直接將無紡布廢布轉化為金載碳布，所制備的金載碳布具有一定的催化性，最高可獲得59％苯乙酮產率。

技術領域

本發明涉及無紡布廢布的資源化利用，尤其涉及一種利用無紡布廢布制備金載碳布的方法。

背景技術

每年中國的無紡布生產、制造、銷售、加工企業會產生大量的無紡布廢料，且逐年遞增。當前絕大部分無紡布廢布料被簡單收集后填埋或焚燒處置。但通過填埋或焚燒方式處置無紡布廢布料存在占用大量土地、廢料高值化利用率低、污染土壤和地下水、煙氣中二噁英排放量增加等問題。而通過回收方式回收和循環利用廢料也會給無紡布產品質量和生產設備帶來不利影響。因此，拓寬無紡布廢料資源化和高值化途徑，擴展基于無紡布廢料制備的高值化產品種類尤為關鍵。

小尺寸、高分散金顆粒可表現出較強的催化活性。目前納米金顆粒制備方法主要包括共沉淀法、沉積-沉淀法、光化學沉積法三種。其中沉積-沉淀法是制備金納米顆粒或其相關材料的最常用方法。但是應用沉積-沉淀法制備金納米材料需要用到大量的還原劑，易產生大量的含有有毒物質的廢液，另外制備過程中產生的廢液處置難度大，處置成本高，可接收處置的第三方單位較少。

如何在實現無紡布廢料資源化利用的同時，又能制備得到金納米材料，是目前未曾有的研究。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提出一種利用無紡布廢布制備金載碳布的方法，在不產生廢液的條件下同步實現無紡布廢布料碳化和金納米材料的生成，所制備的金載碳布具有一定的催化活性。

技術方案：本發明所述的一種利用無紡布廢布制備金載碳布的方法，稱取氯金酸溶于水中，配制0.1～0.5mol/L氯金酸水溶液，按照液固比1～3:1，將無紡布廢布浸泡在氯金酸水溶液中，10～30min后取出無紡布廢布，得到金浸廢布，需要說明的是，此濃度范圍的氯金酸水溶液可以在去除無紡布廢布上雜質的同時，又增加其導電性，若低于此濃度范圍，無紡布導電性降低，同時加載在碳布上的金納米顆粒減少，若高于該濃度范圍，碳布導電性進一步提升不明顯，無紡布碳化與金加載效果隨著氯金酸濃度進一步增加提升不顯著；將金浸廢布平鋪在低溫等離子體低壓電極上，曝入氣氛后接通電源，進行低溫等離子體照射，即得金載碳布。

其中，所述低溫等離子體照射的作用時間為0.5～3h，進一步優選為0.5～2.5h；作用氣氛為氫氣與氬氣混合氣體，所述氫氣與氬氣的體積比為5～30:100，進一步優選為5～25:100；作用電壓為5～50kV；所述低溫等離子照射采用介質擋板放電，所述介質擋板與金浸廢布間距為0.2～2.5cm，進一步優選為0.2～2cm。

將無紡布廢布浸泡在氯金酸水溶液中，不僅可以去除無紡布廢布上的雜質，同時可以將氯金酸吸附在無紡布廢布上增加其導電性。將金浸廢布平鋪在低溫等離子體低壓電極上后開啟電源，介質板感應產生高密度的放電通道。氫氣在放電通道中發生電離、解離，生成氫自由基。氫自由基與無紡布廢布接觸后可與無紡布廢布中的氧結合生成水從而實現無紡布廢布碳化。同時，氫自由基還可以將氯金酸還原成納米金顆粒。低溫等離子體處置過程中釋放大量的熱，不僅可使得無紡布吸附的水發生汽化轉化為水蒸氣，還可以加速氯金酸熱分解。水蒸氣在放電通道中生成氫氧根自由基、氫自由基和水合電子。氫氧根自由基可加速無紡布中染色劑的分解并加速碳化過程。

有益效果：與現有技術相比，本發明的顯著優點是：本發明制備過程簡單，應用低溫等離子照射技術，通過調節氫氣與氬氣氣氛獲得氫自由基，直接將無紡布廢布轉化為金載碳布，所制備的金載碳布具有一定的催化性，最高可獲得59％苯乙酮產率。

附圖說明

圖1是本發明的流程圖。

具體實施方式