[发明专利]一种活性炭纤维布为载体的rGO/Mg(OH)2光催化反应器

权利要求书

1.一种活性炭纤维布为载体的rGO/Mg(OH)₂光催化反应器，其特征在于，包括活性炭纤维布为载体，采用rGO/Mg(OH)₂高效光催化复合材料负载在载体表面，由下述的方法制备的，其包括以下步骤：

(1) 制备氧化石墨烯（GO）：利用改进的Hummers法制备；

(2)制备rGO/Mg(OH)₂高效光催化复合材料：利用化学沉淀法，以氧化石墨烯、MgCl₂·6H₂O和NaOH为初始原料，以绿色还原剂将氧化石墨烯还原，再通过调控GO的含量和反应时间，使得反应生成的Mg(OH)₂纳米片均匀的分散在rGO纳米片上，得Mg(OH)_2/rGO复合材料的溶液；

(3)制备活性炭纤维布：利用粘胶涤纶纤维棉花混纺面料，通过开松、梳理、气流铺网、碳化和活化技术制备，之后将制得的活性炭纤维布的表面预处理备用；

(4)制备活性炭纤维布为载体的rGO/Mg(OH)₂光催化反应器：采用浸渍-提拉法，使得步骤（3）制得的活性炭纤维布载体表面负载有步骤（2）制得的rGO/Mg(OH)₂高效光催化复合材料，以制备出光催化反应器。

2.根据权利要求1所述的一种活性炭纤维布为载体的rGO/Mg(OH)₂光催化反应器，其特征在于，步骤（3）的活性炭纤维布由下述方法制备的：通过将粘胶高分子纤维面料，采用开松、梳理、气流铺网、碳化和活化技术制备出二维活性炭纤维布；所述碳化温度为300~500℃；所述活化工艺是在活化温度800~950℃下，采用NaOH和水蒸气作为活化剂，活化处理。

3.根据权利要求1所述的一种活性炭纤维布为载体的rGO/Mg(OH)₂光催化反应器，其特征在于，步骤（3）所述活性炭纤维布预处理，是将活性炭纤维布用去离子水、丙酮及无水乙醇各自超声清洗20min，置烘箱中烘干备用；其预处理还包括加强活性炭纤维布边缘的强度，以及浸渍预氧化，让纤维布表面有更多的活性官能团。

4.根据权利要求1所述的一种活性炭纤维布为载体的rGO/Mg(OH)₂光催化反应器，其特征在于，所述rGO，制备方法如下：将改进的Hummers法制备的GO，以GO为原材料，以绿色还原剂将GO还原，所述绿色还原剂为己内酰胺。

5.根据权利要求4所述的一种活性炭纤维布为载体的rGO/Mg(OH)₂光催化反应器，其特征在于，所述rGO/Mg(OH)₂高效光催化复合材料，制备方法如下：利用化学沉淀法，以氧化石墨烯、MgCl₂·6H₂O和NaOH为初始原料，以绿色还原剂将氧化石墨烯还原，再通过调控GO的含量和反应时间，使得反应生成的Mg(OH)₂纳米片均匀地分散在rGO纳米片上，得rGO/Mg(OH)₂复合材料的溶液；所述GO的含量为30~100 wt%，所述反应时间为2~6 h；所述rGO/Mg(OH)₂复合材料的溶液，须经去离子水洗涤多次去除未反应物，离心之后备用。

6.根据权利要求5所述的一种活性炭纤维布为载体的rGO/Mg(OH)₂光催化反应器，其特征在于，所述rGO/Mg(OH)₂复合材料的溶液，GO的含量30 wt%，反应时间为4 h。

7.根据权利要求6所述的一种活性炭纤维布为载体的rGO/Mg(OH)₂光催化反应器，其特征在于，将活性炭纤维布在所述rGO/Mg(OH)₂复合材料的溶液中浸渍5~10min，后提拉，提拉速度为40～50mm/min，置于烘箱中干燥，上述过程连续重复5~10次，获得活性炭纤维布为载体的rGO/Mg(OH)₂光催化反应器。

8.根据权利要求1或4所述的一种活性炭纤维布为载体的rGO/Mg(OH)₂光催化反应器，其特征在于，rGO/Mg(OH)₂高效光催化复合材料由下述方法制备的：先称取100 g己内酰胺和50 ml步骤（1）制得的氧化石墨烯溶液放入500 ml的三口烧瓶内，在80℃下搅拌至完全融化；将混合溶液进行超声分散30 min，再加入3 g的MgCl₂·6H₂O，持续在80℃搅拌下30~60min，然后将温度升至95℃下进行真空循环水泵除水90 min，去除90%的水分为止，继续升温至150℃进行减压蒸馏除去痕量水；之后，将温度降至100℃，分批加入1.5 g的NaOH，进行反应4h，然后加入去离子水终止反应；最后将溶液用去离子水离心洗涤30遍左右，即可得到rGO/Mg(OH)₂高效光催化复合材料的溶液。