[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

说明书

本发明公开一种活性炭纤维布为载体的rGO/Mg(OH)2光催化反应器，制备方法：(1)制备GO：改进的Hummers法制备；(2)制备rGO/Mg(OH)₂复合材料：利用化学沉淀法，以GO和MgCl₂·6H₂O为初始原材料，以绿色还原剂将GO还原，再通过调控GO的含量和反应时间，使得Mg(OH)2纳米片均匀的分散在rGO纳米片上，得rGO/Mg(OH)2复合材料；(3)制备活性炭纤维布：利用粘胶涤纶、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，之后将活性炭纤维布表面预处理；(4)制备上述布为载体的rGO/Mg(OH)2光催化反应器：采用浸渍‑提拉法，使得载体表面负载rGO/Mg(OH)2复合材料制备出光催化反应器。本发明使得废弃资源高值利用，与此同时又赋予了其材料光催化特性，实现了粉末形态光催化材料的固定化，在环境治理领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，尤其涉及一种活性炭纤维布表面生长ZnO纳米棒阵列的制备方法。

背景技术

环境污染问题越来越受到人们的关注和重视，污染的废水进行脱色和净化处理就变得至关重要。光催化技术以太阳能为能源，具有操作简单、反应条件温和、没有二次污染等优点。目前应用最广泛的光催化材料是二氧化钛，氧化锌及其复合物，而存在不易回收利用。氧化石墨烯是一种结构特别和性能优越的新型无机材料，由于其单一的原子层组成，本身存在一定局限，导致了不可避免的团聚现象，极大的限制的氧化石墨烯的应用。可通过和纳米氧化物复合可以进一步防止氧化石墨烯的团聚。而纳米氢氧化镁其高比表面积和孔隙结构以及环境友好等特点，优良的废水处理和废气脱硫性能，现已广泛应用于水环境生态修复。将氢氧化镁和氧化石墨烯进行复合，防止了氧化石墨烯的团聚，并且进一步提升氧化石墨烯在光催化降解、吸附等性能，可以有效的降解水中各种有机污染物。然而其氧化石墨烯/氢氧化镁复合材料在光催化处理废水中最常见的是粉末状，使用之后回收较为困难，损失浪费的同时还易造成二次污染，影响其实际应用效果，为了克服上述问题，寻找合适的支撑物来固定催化剂就成为技术的关键。

活性炭纤维布是一种新型多孔性功能材料和环保工程材料，由具有经纬相互交织织物结构的平织布或斜纹布构成。制备过程是以长粘胶纤维丝为原丝织造而成。其既具有活性炭纤维所拥有巨大的比表面积，可以增强材料的吸附性能，进一步提高材料降解效率的优异特性，又具有优良的耐高温性能，导电性能以及良好的柔韧性和机械强度等性能。可应用于耐高温材料，防火阻燃材料，环境污染处理材料以及防毒等特殊功能的材料，。

中国专利CN106732512A公开了一种金属网表面ZnO纳米棒的制备方法。采用本发明制备过程简单，易于控制，制备出的ZnO纳米棒光催化活性较优，并显示出良好的可循环使用性。实现了金属网表面生长ZnO纳米棒的技术，为固定催化剂提供了支撑物。

中国专利CN107297204A公开了一种以活性炭纤维为载体的TiO₂纳米棒光催化网的制备方法，制备工艺流程短，易于控制，所得以活性炭布或毡为载体的光催化复合材料具有比表面积大、质轻、阻力小、柔性好、负载强度高、负载均匀、光催化活性高、光催化性能稳定等特点，克服了锐钛晶型光催化剂在空气中不稳定的缺点，对甲醛的降解效率达90％，可高效处理空气中的挥发性有机污染物。这一专利更加肯定了TiO₂光催化材料粉末不易回收的缺陷，且为寻找合适的支撑物来固定催化剂做成反应器提供了的可能性。

基于上述，基于国内粘胶高分子纤维面料制备活性炭纤维布已有报道，以及基于rGO/Mg(OH)₂高效光催化复合材料的制备鲜少报道。本发明主要是利用混杂高分子纤维面料生产的活性炭纤维布，为rGO/Mg(OH)₂光催化复合材料提供支撑物，将其负载在上述纤维布表面做成反应器。旨在应用于光催化和领域，解决大量工业废水中的有机污染物问题。

发明内容