[發明專利]一種復合納米光催化材料及其制作方法

在審

• 申請號: 202011370747.8
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112473639A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 石永
• 申請（專利權）人: 江蘇中錦新能源科技有限公司
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J21/18;B01J27/20;B01J35/00;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/72
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本發明提供了一種復合納米光催化材料及其制作方法，多壁碳納米管和納米級二氧化鈦，將多壁碳納米管定制網狀管，以納米二氧化鈦混合至納米碳管上即得復合納米光催化材料，所述復合納米光催化材料用于除去甲醛的凈化器。本發明保持了原始MwCNTs的纖維狀形貌，TiO₂涂層與載體MWCNTs之間結合緊密，有Ti?O?C鍵形成．載體MWCNTs的存在可以有效提高復合納米光催化材料的比表面積，增強對污染物的吸附能力，而且可以促進TiO₂帶電子向MWCNTs傳輸，Ti?O?C鍵的形成使得在TiO₂價帶附近形成了雜質能級，提高了對可見光的吸收和利用，因此所制備的TiO₂/MWCNTs復合光催化材料表現出較高的可見光催化活性。用于凈化器中可實現無耗材損耗，降低空氣凈化器的成本。

技術領域

本發明主要涉及光催化新材料的技術領域，具體涉及一種復合納米光催化材料及其制作方法。

背景技術

在眾多光催化劑中，TiO₂以其活性高、熱性能好、持續性長、價格便宜、無毒無害等特性而備受人們青睞。

如何制備既保持高的催化活性又能在不同材料表面均勻牢固負載的催化劑，是當前光催化劑研究的重點之一。但是由于TiO₂吸收光譜范圍限于紫外光，并且光生電子與空穴復合率高，這些都影響其光催化的效率。人們意識到開發具有新性能的復合納米TiO₂材料的重要性，提高納米TiO₂的吸收范圍，延長電荷的復合時間，提高界面自由能，改變納米粒子形態等的有效途徑之一。

碳納米管具有特殊的比表面積和空隙結構，其表面的鍵態和電子態與顆粒內部的鍵態和電子態不同，碳納米管表面的原子配位不全，會導致表面的活性位置增加，使其對有機物具有一定的降解性能，為其作為催化劑提供了基本條件。以碳納米管作為TiO2的載體主要有三個方面優點：一是增大反應速率；二是對決定反應路徑具有優良的選擇性；三是降低反應溫度。

發明內容

本發明主要提供了一種復合納米光催化材料及其制作方法，用以解決上述背景技術中提出的技術問題。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案為：

本發明提供了一種復合納米光催化材料，多壁碳納米管和納米級二氧化鈦，將多壁碳納米管定制網狀管，以納米二氧化鈦混合至納米碳管上即得復合納米光催化材料，所述復合納米光催化材料用于除去甲醛的凈化器。

本發明提供了一種復合納米光催化材料的制作方法，具體包括如下步驟：

S1、材料準備

純度在95％以上，外徑＞50nm，內徑為5—15nm，長度10—20um的多壁碳納米管，

銳態型TiO2長度3-5nm；

S2、純化多壁碳納米管

將多壁碳納米管在氮氣的氛圍保護下450℃恒溫煅燒1h，將煅燒過的多壁碳納米管放置在砂芯坩堝里，然后取硝酸放置在聚四氟內襯底部，隨后將砂芯坩堝放到聚四氟內襯中，最后將內襯轉移到水熱釜中，在120℃的烘箱中反應3h，待反應結束后降至室溫后取出，用去離子水反復離心洗滌至中性，干燥并且收集待用；

S3、按照一定配比稱取無水KCI和LiCl，置于研磨機中混合均勻，加入多壁碳納米管和鈦粉；

S4、將其研混均勻后裝入剛玉坩堝內，合蓋后放入管式熔鹽爐中，通入純度為99．99％的氬氣作為保護氣，在700—850℃下保溫3h；

S5、待爐溫降至室溫后取出坩堝，用蒸餾水反復洗滌至無氯離子Cl-存在，并從中分離出中間產物，即碳化鈦涂覆的多壁碳納米管；

S6、使用烘干設備在60℃恒溫烘干，得到碳化鈦涂復的多壁納米碳管；