[发明专利]一种具有降解性能的碳纳米管电催化膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有降解性能的碳纳米管电催化膜，其特征是，以有机滤膜为基础骨架材料，将碳纳米管粉末通过真空抽滤固定到有机滤膜上，然后再把具有电催化活性的金属纳米颗粒负载到膜上，即通过电化学吸附方法、按照0.1～0.5摩尔比引入具有电催化活性的金属阳离子，在60～90℃温度范围内通过水浴加热实现金属氧化物纳米颗粒修饰并负载在碳纳米管基膜上。

2.一种如权利要求1所述的具有降解性能的碳纳米管电催化膜的制备方法，其特征是，按照下述步骤进行：

1)碳纳米管粉末的煅烧预处理：

预处理使用的碳纳米管质量为15～40mg；煅烧升温速率为5～10℃/min，升温至目标温度，范围为300～600℃，煅烧时间为1～4h；

2)碳纳米管粉末的酸洗预处理：

将经过上述步骤1)预处理的碳纳米管粉末酸溶液中进行酸洗，加热，超声搅拌，加热温度为70～80℃，搅拌时间为12～24h；

3)将经过上述步骤2)预处理的碳纳米管粉末分散至有机溶液中，在室温下进行超声处理，超声处理时间为1～5h；将经过分散的碳纳米管溶液均匀地抽滤到作为骨架材料的有机滤膜上，制备出碳纳米管基膜；抽滤完成后依次使用乙醇、乙醇-去离子水、去离子水洗涤干净，放在烘箱中烘干，烘干温度为60～100℃；

4)经过上述步骤3)烘干后制备的碳纳米管基膜，浸入按照一定比例配制的含有特定金属阳离子盐和锡盐的混合电解质溶液中，使用惰性金属极板作阳极，碳纳米管基膜作阴极，外接直流电源，在一定电压范围内进行电化学吸附，电化学吸附结束后，使用乙醇和去离子水将碳纳米管基膜洗涤干净；

所述特定金属阳离子盐为硝酸铋、氯化铋、硫酸铋、氯化锑或硝酸锑，锡盐为氯化亚锡、草酸亚锡或结晶四氯化锡；混合电解质溶液中特定金属阳离子盐和锡盐的摩尔比为0.1～0.5，特定阳离子盐水溶液的摩尔浓度为0.05～0.1M，外加直流电压的范围是1～3V，电化学吸附的时间为1～3h；

5)经过上述步骤4)制备的碳纳米管膜放入恒温水浴锅中，在60～90℃温度范围内进行水浴加热，水浴加热时间为1～2h，以沉淀电化学吸附在碳纳米管膜上的金属阳离子，水浴加热结束后，将碳纳米管膜放入烘箱中烘干，烘箱烘干温度为80～100℃，烘干时间为1～3h，最终制备碳纳米管电催化膜。

3.根据权利要求2所述的具有降解性能的碳纳米管电催化膜的制备方法，其特征是，所述步骤2)中使用的酸溶液为没食子酸、浓盐酸或浓硝酸，容积为0.5～1.0L。

4.根据权利要求2所述的具有降解性能的碳纳米管电催化膜的制备方法，其特征是，所述步骤3)中分散使用的有机溶液为乙醇、四氯化碳或二甲基亚砜。

5.根据权利要求2所述的具有降解性能的碳纳米管电催化膜的制备方法，其特征是，所述步骤3)中用作骨架的有机滤膜为聚四氟乙烯膜、聚酰胺膜、混和纤维素酯膜或聚偏氟乙烯膜，有机滤膜的孔径分布范围为0.2～5.0μm。

6.根据权利要求2所述的具有降解性能的碳纳米管电催化膜的制备方法，其特征是，所述步骤4)中惰性金属极板为钛板、钽板或铂板，惰性金属极板面积为3×3cm²～5×5cm²。