[發明專利]一種基底材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110949897.2
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113578293B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 魏卡佳;韓衛清;王陸;劉潤;戴君誠;劉思琪
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B01J21/02
• 分類號: B01J21/02;B01J21/06;B01J23/14;B01J23/755;B01J23/889;B01J32/00;B01J37/08;B01J37/34;B01J20/02;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/78;C25D11/0
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務所 32346
• 代理人: 王琳琳;陳彬

本發明公開了一種基底材料及其制備方法，所述基底材料包括基底層，所述基底層具有結構化表面；其中，所述基底材料至少在一個方向上具有柔性，進行彎折時，具有不低于90°的彎曲角度。本發明提供的基底材料具有輕質柔性、高比表面積和粗糙度的特性。

技術領域

本發明屬于材料制備及應用領域，更具體地說，涉及一種基底材料、及其制備方法。

背景技術

基于當前水污染現狀，尤其是含有機物化工廢水處理困難的背景，廢水處理已成為實現廢水近零排放 與資源化利用目標重要前提。非均相催化氧化技術(HCO)可在固相催化劑表面生成具有高氧化性的活性 自由基(·OH、·O₂^-、·O等)來實現難降解有機物的去除。活性自由基的發生場所主要為催化劑表面的氧 空穴、Lewis酸與官能團等點位，而現有顆粒狀催化劑的內部結構無法直接參與催化，大量的內部結構不 僅降低了活性位點的體密度，同時導致材料浪費與成本升高。因此研究者認為，通過減小催化劑的尺寸至 微/納米級別(即粉末狀)，可獲得超高的比表面積、增加與催化劑/有機質的接觸幾率，以突破低濃度廢水 處理中的傳質瓶頸，但粉末狀催化劑需要額外的膜分離與回收工藝，成本高昂也操作復雜，應用難度較大 因此，現有的顆粒狀與粉末狀催化劑，皆存在難以克服的應用瓶頸。基于此，如何盡可能地提高催化劑的 活性比表面積，提升界面傳質效率，同時避免催化劑的粉末化，從而構建一個不依賴于分離和回收單元的 高效高級氧化反應體系，是突破非均相催化氧化現有技術瓶頸的一個重要方向。

三維催化劑的“二維化”為解決上述難題提出了一條可行途徑。比如現有非專利文獻1(Zhao G,CuiX., Liu M.,Li P,Zhang Y.,Gao T.,LiH,Lei f,Liu L,LiD.Environmental ScienceTechnology. 2009,43:1480-1486.)中公開了一系列基于陽極氧化制備的二維多孔電極，進一步在孔內負載Sn、Sb等實 現高級氧化應用。然而，除電極外，以二維催化劑為主體的非均相催化氧化工藝較為罕見。其中一個重要 原因在于，陽極氧化法獲得的是一種硬模板，以其為基體制備的催化劑缺乏柔性、催化層致密易碎，且納米孔皆為死孔，有機物僅能沿通道端口向內徑向擴散，傳質效率仍然受限，因而需進行基體的改良。現有 非專利文獻2(Zhang S,Quan X,Wang D.Environmental ScienceTechnology.2018,52:8701-8711)中公開 了一種改良方式，即將基底和陽極氧化產生的阻擋層剝離，使催化層中的納米孔兩端打開形成通孔，從而 可作為無數個過濾型“微柱反應器”，使羥基自由基轉化率達到10^-6量級。但現有研究仍長期無法解決二維 催化材料的硬質、易碎等缺陷，難以實現實際的工程化應用。

發明內容

1.發明目的

現有的固體基體/載體缺乏柔性，使用過程中致密易碎，比如，在利用陽極氧化法獲得的硬模板作為基 體/載體制備二維催化劑時，希望盡可能的提升催化劑的界面傳質速率、降低催化劑的易碎性，然而如非專 利文獻2中以陽極氧化硬模板為基體制備的催化劑，其傳質速率的能力提升有限，且催化劑仍然存在易碎 問題；

本發明的目的之一在于提供一種具有一定柔性的基底材料，能夠降低使用過程中的致密易碎問題；

同時，本發明的目的之二在于提供前述具有一定柔性的基底材料的制備方法。

2.技術方案

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：

|1|一種基底材料，包括基底層，所述基底層具有結構化表面；所述基底層的材料組成包括過渡金屬及 過渡金屬氧化物，二者含量之和至少為基底層重量的90％；其中，所述過渡金屬氧化物集中分布于結構化 表面；其中，所述基底材料至少在一個方向上具有柔性，進行彎折時，具有不低于90°的彎曲角度。