[发明专利]一种氧化铝层级多孔载体和层级多孔复合纳米材料及制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种氧化铝层级多孔载体和层级多孔复合纳米材料及制备方法和应用，属于多孔材料技术领域。本发明提供的氧化铝层级多孔载体的制备方法，包括以下步骤：将聚乙烯醇、异丙醇铝、冰乙酸和水混合，得到前驱体溶液；将所述前驱体溶液进行冷冻干燥，得到杂化材料；将所述杂化材料进行煅烧，得到氧化铝层级多孔载体。本发明制备的氧化铝层级多孔载体具有相互连通的孔道结构，同时包含大孔、介孔和微孔，可以负载Ag、C₃N₄、MoSe₂、ZnO或CuTNPc多种功能单元；其多级孔结构为功能单元的均匀负载提供了有效通道，同时其自支撑结构保证了复合材料的优异使用性能；制备方法简单，适宜工业化生产。

技术领域

本发明涉及多孔材料技术领域，具体涉及一种氧化铝层级多孔载体和层级多孔复合纳米材料及制备方法和应用。

背景技术

随着全球化和工业化的飞速发展，环境污染，特别是水污染问题受到了广泛的关注。近年来，基于纳米材料的催化和光催化等技术为处理水污染提供了新的思路。由于纳米金属氧化物材料，尤其是纳米氧化铝具有尺寸小、比表面积较大的特点，可以提供更多的吸附和反应位点，被广泛用于水污染的处理。现有的纳米氧化铝的制备方法制备的纳米氧化铝颗粒在液相体系中易于团聚，从而减少了其有效反应活性位点，进而降低其反应活性；而且氧化铝纳米颗粒极难在悬浮液中沉淀，难以分离回收和再利用，造成二次污染。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种氧化铝层级多孔载体和层级多孔复合纳米材料及制备方法和应用。本发明提供的制备方法，操作简单，适宜工业化生产。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种氧化铝层级多孔载体的制备方法，包括以下步骤：

将聚乙烯醇、异丙醇铝、冰乙酸和水混合，得到前驱体溶液；

将所述前驱体溶液进行冷冻干燥，得到杂化材料；

将所述杂化材料进行煅烧，得到氧化铝层级多孔载体。

优选的，所述前驱体溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为1～10％，所述异丙醇铝的质量百分含量为1～5％，所述冰乙酸的质量百分含量为0.1～1％。

优选的，所述冷冻干燥的温度≤-60℃，真空压力≤20Pa，时间为24～60h；

所述煅烧的温度为150～400℃，时间为1～3h。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备的氧化铝层级多孔载体。

优选的，所述氧化铝层级多孔载体中介孔的孔隙率为90～99.5％，微孔的孔隙率为0.5～10％。

本发明提供了上述技术方案所述氧化铝层级多孔载体在吸附去除水体有机染料中的应用。

本发明提供了一种层级多孔复合纳米材料，包括氧化铝层级多孔载体和负载在所述氧化铝层级多孔载体上的功能单元；所述功能单元包括Ag、C₃N₄、MoSe₂、ZnO或CuTNPc；所述氧化铝层级多孔载体为上述技术方案所述的氧化铝层级多孔载体。

优选的，所述功能单元的负载量为2～60wt％；

所述层级多孔复合纳米材料中介孔的孔隙率为95～99.9％，微孔的孔隙率为0.1～5％。

本发明提供了上述技术方案所述层级多孔复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：将氧化铝层级多孔载体和SnCl₂溶液混合，进行活化，将所得活化产物在银氨溶液中进行原位生长，得到以Ag为功能单元的层级多孔复合纳米材料；