[发明专利]一种纤维/碳纳米管/AgBiOX三维可循环高效催化材料及其制备和应用

权利要求书

1.一种纤维/碳纳米管/AgBiOX三维可循环高效催化材料，其特征在于：多功能碳纳米管在纺织纤维表面构筑三维连续结构，其中多功能纳米管表面负载有纳米AgBiOX，形成纤维/碳纳米管/AgBiOX三维可循环催化材料。

2.根据权利要求1所述的一种纤维/碳纳米管/AgBiOX三维可循环高效催化材料，其特征在于：多功能纳米管的比表面积为20～150m²/g；所述纳米AgBiOX的晶粒大小为15～200nm；纺织纤维为柔性纺织纤维；纳米AgBiOX与多功能纳米管的质量比为1:5～20。

3.一种如权利要求1-2任一所述的纤维/碳纳米管/AgBiOX三维可循环高效催化材料的制备方法，包括：

(1)将Ag/BiOX、稳定剂、模板剂、多功能碳纳米管加入到磷酸盐缓冲液中，搅拌30～60min，形成悬浊液，然后碱液调节pH＝5～6，180℃反应3～5h，得到碳纳米管复合Ag/BiOX；其中Ag/BiOX与多功能碳纳米管的质量比为1:5～1:20；

(2)将纤维浸渍到含有0.05～0.75g/L碳纳米管复合AgBiOX和0.025～0.375g/L聚乙二醇2000分散液中，60-80℃反应2-4h，烘干，水洗，重复浸渍，烘干和水洗过程3-5次，即得纤维/碳纳米管/AgBiOX三维可循环高效催化材料。

4.根据权利要求3所述的一种纤维/碳纳米管/AgBiOX三维可循环高效催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中Ag/BiOX中的X为Cl、Br或I，浓度为0.01～0.2mol/L；稳定剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、葡萄糖酸钠、丁烷四羧酸中的一种，稳定剂浓度为0.01～0.1mol/L。

5.根据权利要求3所述的一种纤维/碳纳米管/AgBiOX三维可循环高效催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中模板剂为质量比1：3的三嵌段聚醚P123和三嵌段共聚物F127的混合物；模板剂浓度为0.01～0.1mol/L。

6.根据权利要求3所述的一种纤维/碳纳米管/Ag/BiOX三维可循环高效催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中磷酸盐缓冲液由浓度0.025～0.05mol/L磷酸二氢钠和0.05～0.1mol/L磷酸氢钠组成；碱液为：0.5mol/L～1.5mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液。

7.根据权利要求3所述的一种纤维/碳纳米管/AgBiOX三维可循环高效催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中多功能碳纳米管的制备方法，包括：

(a)将碳纳米管CNTs加入到FeCl₂溶液中，调节pH＝3，然后加入H₂O₂，室温超声0.5-2h，室温磁力搅拌6-8h，抽滤水洗到中性，抽滤，真空干燥，得产物a；其中碳纳米管CNTs、FeCl₂溶液、H2O2的比例为150～200mg：30～40mL：30～40mL；

(b)在通氮气条件下，将产物a分散于溶剂中，冰水浴冷却，0℃加入NaH，搅拌20-30min，然后逐渐升温到85～90℃，逐滴加入1-全氟氟己基碘，超声反应18-24h，加水猝灭反应，洗涤、干燥，得到产物b；其中产物a、溶剂、NaH、1-全氟氟己基碘的比例为1.5～3g：100～200mL：300～522mg：2-3mL；

(c)将产物b分散在水中，加入NaOH，超声分散0.5～1h，三聚氯氰分散在水中后加入反应体系中，0～5℃搅拌反应24-48h，离心洗涤，真空烘干，得到产物c；其中产物b、NaOH、三聚氯氰的比例为1～2g：300～438mg：1～2g；

(d)通氮气条件下，产物c，三乙胺，DMF，冰水浴冷却，0℃下逐滴加入丙烯酰氯，超声反应12-24h，离心洗涤，室温真空烘干，得到产物d；其中产物c、三乙胺、DMF、丙烯酰氯的比例为1～1.5g：3～2.4mL：100～150mL：0.5～1mL；

(e)产物d，亚磷酸二甲酯，DMF混合，将DBU溶于溶剂中后逐滴加入反应体系中，25℃超声反应24-48h，离心洗涤，室温真空烘干，得到多功能碳纳米管；其中产物d、亚磷酸甲酯、DBU的比例为1g、300～415mg：0.5mol。