[發明專利]用于可見光催化除醛的多元納米管復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210542575.0
• 申請日: 2022-05-18
• 公開（公告）號: CN114904551A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 陳耀剛
• 申請（專利權）人: 深圳市康弘智能健康科技股份有限公司
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 深圳市恒程創新知識產權代理有限公司 44542
• 代理人: 戴圓圓

本發明公開了一種用于可見光催化除醛的多元納米管復合材料及其制備方法，其中，該多元納米管復合材料，由以下通式表示：g?C₃N₄/R?TiO₂，其中，g?C₃N₄為碳氮化物，TiO₂為二氧化鈦，石墨碳氮化物在二氧化鈦表面形成材料層，R含有至少一種ⅤA族、ⅥA族或ⅦA族的非金屬元素，且所述非金屬元素能夠以陽離子取代晶格中的鈦離子的形式整合到所述二氧化鈦晶格中。本發明通過將二氧化鈦、碳氮化物和非金屬元素三者復合，得到一種具有較高的比表面積、可見光響應能力、較長的光激發載流子壽命等優點的新光催化劑。

技術領域

本發明涉及光催化材料技術領域，具體為一種用于可見光催化除醛的多元納米管復合材料及其制備方法。

背景技術

近年來，室內空氣中VOCs的去除方法包括吸附法、熱分解法、光催化氧化法等，其中光催化氧化法通過光催化劑吸收太陽光驅動，具有反應條件溫和、綠色、節能、多污染物降解效率高等優點。TiO₂是經典的光催化劑，具有良好的氧化性能、抗光腐蝕性和可用性，然而TiO₂存在的吸附能力不足、禁帶較寬、光生載流子復合快速等缺點。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種用于可見光催化除醛的多元納米管復合材料，旨在現有技術中的TiO₂存在的吸附能力不足、禁帶較寬、光生載流子復合快速的技術問題。

為實現上述目的，本發明提出的用于可見光催化除醛的多元納米管復合材料，由以下通式表示：g-C₃N₄/R-TiO₂，其中，g-C₃N₄為碳氮化物，TiO₂為二氧化鈦，石墨碳氮化物在二氧化鈦表面形成材料層，R含有至少一種ⅤA族、ⅥA族或ⅦA族的非金屬元素，且所述非金屬元素能夠以陽離子取代晶格中的鈦離子的形式整合到所述二氧化鈦晶格中。

可選地，R含有N、O、P、S、Cl、As、Se或Te中的至少一種。

本發明還提出一種用于可見光催化除醛的多元納米管復合材料的制備方法，包括以下步驟：

制備g-C₃N₄/R-TiO₂：將g-C₃N₄粉末和R-TiO₂粉末置于水中，分散后烘干，干燥后煅燒，得到g-C₃N₄/R-TiO₂多元納米管復合材料。

可選地，該用于可見光催化除醛的多元納米管復合材料的制備方法還包括以下步驟：制備R-TiO₂粉末；所述制備R-TiO₂粉末的步驟中包括以下步驟：

配制溶液A：混合乙醇、水和硝酸后，制得溶液A；

配制溶液B：將鈦源試劑和非金屬源原料溶解在乙醇水溶液中，得到溶液B；

將溶液B滴加至溶液A中，室溫下攪拌后靜置，所得懸浮液加熱至85-95℃，烘干后研磨成粉末；

將所述粉末置于堿金屬氫氧化物溶液中，攪拌后的混合物移入高壓釜中轉移至烘箱，升溫至170-190℃并保持20-30小時，用鹽酸溶液和去離子水沖洗得到的白色沉淀物，直至其表面酸堿度為中性；清潔后的白色沉淀物干燥后在330-370℃下連續煅燒1.5-2.5小時，得到R-TiO₂粉末。

可選地，在配制溶液A的步驟中，硝酸、水和乙醇的體積比為1∶(9-11)∶(9-11)；

和/或，在配制溶液B的步驟中，鈦源試劑和乙醇水溶液的體積比1∶(7-8)；所述非金屬源原料在乙醇水溶液的濃度為1.8-2.2g/L。