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专利号: 2016101186416
申请人: 广西大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料,其特征在于:所述的H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料具有微孔结构,所述的微孔结构主要由含量>45wt%的石墨化C,含量6-15wt%的N,含量>25wt%的TiO2和少量O和H元素组成的三维孔道骨架,所述的H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料的BET比表面积为890-1250m2/g,所述的H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料中孔径 的微孔孔容占总孔容体积比的60%。

2.一种如权利要求1所述的H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)将钛酸丁酯溶于选择性溶剂中,滴加到含有氧化石墨烯片的水溶液中,使钛酸丁酯水解生成无定型TiO2溶胶,所述的无定型TiO2溶胶被氧化石墨烯片吸附,得到TiO2@GO材料;

所述的TiO2@GO的结构单元为:

式中所述的I为氧化石墨烯片,Ⅱ为无定型TiO2溶胶;

(2)将三聚氰胺和多巴胺溶解到含有TiO2@GO材料的水溶液中,氧化石墨烯片表面的含氧基团与三聚氰胺TPA和多巴胺PDA上的氨基反应发生聚合,制备TiO2@GO-TPA/PDA;所述的TiO2@GO-TPA/PDA的结构简式为:式中所述的PDA的结构单元为:

式中所述的TPA的结构单元为:

(3)将TiO2@GO-TPA/PDA放入N2气氛的管式反应炉进行高温煅烧,制得TiO2@N-G/C复合多孔炭;同时TiO2从无定型向锐钛矿转型,所述的TiO2@N-G/C复合多孔炭的结构简式为:式中Ⅲ为锐钛矿型TiO2,Ⅳ为N-G/C复合多孔碳;

(4)将TiO2@N-G/C置于,在H2/N2气氛中进行还原反应,复合多孔炭上的TiO2被还原生成了H-TiO2,最后得到H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料。

3.根据权利要求2所述的H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述的三聚氰胺和多巴胺的质量比为1:(0.5~6);所述的三聚氰胺与TiO2@GO的质量比为1:(0.1~0.3)。

4.根据权利要求2所述的H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述煅烧温度为400~700℃。

5.根据权利要求2-4任一所述的H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的钛酸丁酯与氧化石墨烯的质量比为1:(0.05~1),选择性溶剂和水的混合体积比为1:(0.2~6);所述选择性溶剂选自乙醇、乙二醇、异丙醇中的一种或者一种以上的混合。

6.根据权利要求5所述的H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料的制备方法,其特征在于:步骤(4)中所述的还原气氛组分H2/N2体积比在1:(3~9),反应温度在200~400℃,反应时间在0.5~4h。

7.一种如权利要求1所述的H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料的应用,其特征在于:所述的H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料应用于对挥发性有机物VOCs的催化及吸附。

8.根据权利要求7所述的H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料的应用,其特征在于:所述的H-TiO2@N-G/C双功能催化吸附材料应用于在潮湿环境中对挥发性有机物VOCs的催化及吸附。