[發明專利]一種具有連續梯度化納米顆粒催化劑分布的活性炭纖維多孔材料的制備方法

在審

• 申請號: 202111524238.0
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114345422A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 馬強;付文軒;徐謙;蘇華能;張瑋琦
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J37/34
• 分類號: B01J37/34;B01J35/00;B01J23/34;B01D53/86;B01D53/44
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1.一種具有連續梯度化納米顆粒催化劑分布的活性炭纖維多孔材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將活性炭纖維多孔材料進行親水處理后，備用；

(2)配置濃度為0.1-1mol/L的用于電沉積的含有Mn、Sn、Ti或Ni離子的電解質溶液；

(3)裝載三電極體系：

將步驟(1)中經親水性處理后的活性炭纖維多孔材料，裁剪后采用電極夾夾住活性炭纖維多孔材料的頂端，將活性炭纖維多孔材料部分浸于步驟(2)中所述電解質溶液中，保持活性炭纖維多孔材料有適量長度的未沉浸部分；

然后飽和甘汞電極作為參考電極，鉑片作為對電極，經親水性處理后的活性炭纖維多孔材料作為工作電極，構成三電極體系；

(4)催化劑電沉積：

在步驟(3)的三電極體系下，對工作電極進行恒壓電沉積，電沉積后的活性炭纖維多孔材料用超純水清洗，干燥后，即得到具有連續梯度化金屬氧化物納米顆粒分布的活性炭纖維多孔材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的活性炭纖維多孔材料為活性炭布、活性炭氈中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述活性炭纖維多孔材料的親水性處理為熱處理、酸處理、堿處理、氧化劑改性、氮摻雜改性、生物聚合物改性中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述電解質溶液為Mn、Sn、Ti、Ni的醋酸鹽、氯化鹽、硝酸鹽或硫酸鹽中的一種。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，活性炭纖維多孔材料中，浸入電解質溶液和未沉浸電解質溶液部分的長度比為1：10～1：1。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述干燥溫度為50-100℃，干燥時間為6-12h。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述金屬氧化物納米顆粒為MnO₂、SnO₂、TiO₂或NiO中的一種，四種金屬氧化物納米顆粒電沉積的電壓范圍分別為0.5-1.0V、0.2-0.7V、0.9-1.4V、0.9-1.2V，對于四種金屬氧化物納米顆粒沉積時間均為1-30min。

8.一種具有連續梯度化納米顆粒催化劑分布的活性炭纖維多孔材料，其特征在于，是通過權利要求1～7任一項所述制備方法制得的，所述的活性炭纖維多孔材料非均勻負載納米顆粒催化劑，且催化劑負載量沿一方向逐漸連續減小。