[发明专利]一种氧化钛涂层/泡沫碳化硅结构催化载体及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化钛涂层/泡沫碳化硅结构催化载体，其特征在于：该催化载体由P型泡沫碳化硅和涂覆于其表面的N型纳米氧化钛涂层共同构成，按质量比计，氧化钛∶泡沫碳化硅基体＝(1～50)∶(50～300)。

2.按照权利要求1所述的催化载体，其特征在于：按重量比计，氧化钛∶泡沫碳化硅基体＝(5～25)∶(75～150)。

3.按照权利要求1所述的催化载体，其特征在于：所述氧化钛涂层厚度为0.1～500μm，所述载体具有99％以上的通孔率，没有封闭空间；载体整体呈现P-N结特征。

4.按照权利要求1-3任一所述的氧化钛涂层/泡沫碳化硅结构催化载体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将碳化硅微粉、树脂、铁源和无水乙醇混合后，球磨0.5～2小时得到浸渍用料浆；其中，碳化硅微粉、树脂、铁源中铁元素和无水乙醇以100∶(50～200)∶(0.75～9)∶(50～500)的重量比例混合；

(2)将聚氨酯泡沫塑料在浸渍用料浆中浸渍1～5min，取出用压缩空气吹去多余料浆，50～150℃烘干后称重；重复上述过程直至烘干后的样品每毫升的重量为0.5～3克，得到泡沫碳化硅前驱体；

(3)将所得泡沫碳化硅前驱体依次经过热解、烧结后，得到P型泡沫碳化硅；所述热解过程在惰性气氛下进行，热解温度800～1400℃，热解时间10～300min；所述烧结过程在硅气氛下进行，烧结温度1400～1900℃，烧结时间10～300min；

(4)将氧化钛溶胶、氧化钛微粒和含氮盐类混合，球磨0.5～2小时得到涂层用料浆；其中，氧化钛溶胶、氧化钛微粒和含氮盐类中氮元素以100∶(5～100)∶(1～10)的质量比例混合；

(5)将经步骤(3)所得的泡沫碳化硅在步骤(4)所得涂层用料浆中浸渍1～5min，取出后用压缩空气吹去多余料浆，50～150℃烘干后称重；重复上述过程直至每毫升烘干后样品的涂层负载量达到0.01～0.5克，得到负载涂层的泡沫碳化硅；

(6)将负载涂层的泡沫碳化硅在氮气和氨气的混合气氛中于500～1000℃处理0.5～5小时，得到具有N型氧化钛涂层的泡沫碳化硅；按体积比计，氮气∶氨气＝1∶(0.1～1)。

5.按照权利要求4所述的催化载体的制备方法，其特征在于：将步骤(3)得到的P型泡沫碳化硅在4mol/l的氢氧化钠溶液中100℃下处理10分钟。

6.按照权利要求4所述的催化载体的制备方法，其特征在于：步骤(2)中烘干后样品所达到的量为0.75～1.5克/毫升，步骤(5)中涂层负载量达到的量为0.05～0.25克/毫升。

7.按照权利要求4所述的催化载体的制备方法，其特征在于：所述铁源为铁粉或铁的氧化物粉末，所述铁的氧化物为氧化铁、氧化亚铁或四氧化三铁。

8.按照权利要求4所述的催化载体的制备方法，其特征在于：所述铁源用钴源或镍源替代；所述钴源为钴粉或钴的氧化物粉末，所述镍源为镍粉或镍的氧化物粉末。

9.按照权利要求4所述的催化载体的制备方法，其特征在于：所述含氮盐类为硝酸盐或铵盐。

10.按照权利要求4所述的催化载体的制备方法，其特征在于：所述碳化硅微粉平均粒度10nm～10μm，所述树脂为环氧树脂、酚醛树脂、糠醛树脂中的一种或几种。