[发明专利]一种用于VOC治理的复合催化材料的制备方法

权利要求书

1.一种用于VOC治理的复合催化材料的制备方法，其特征在于，步骤和条件如下：

步骤(1)：吸附材料的预处理；

在装有回流冷凝装置的容器中加入植物纤维及氢氧化钠溶液，植物纤维的重量(g)：氢氧化钠溶液的体积(ml)为1：(10～100)，氢氧化钠浓度为1～5g/L，煮沸5～20分钟，同时进行机械搅拌或磁力搅拌，冷却后过滤，用去离子水洗涤至中性，在60℃下真空干燥，从而得到碱煮后的植物纤维；

步骤(2)：利用带不同电荷的表面活性剂的水溶液，制备表面带有电荷的植物纤维；

所述表面活性剂分为阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂；所述的阳离子表面活性剂为十二烷基胺盐酸盐或十二烷基二甲基苄基氯化铵；所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠；

将步骤(1)经过碱煮的植物纤维加入到表面活性剂的水溶液中，植物纤维的重量(g)：表面活性剂的水溶液体积(ml)为1：(10～100)，所述的表面活性剂的浓度为1～100g/L，如果使用的植物纤维比较短小散乱，则用超声波超声处理0.5～3h，之后用磁力搅拌0.5～2h，搅拌速度为500～2000RPM，将溶液在35～70℃的水浴中放置1～5h；

除去多余的表面活性剂；过滤，滤液可继续循环使用，用去离子水洗涤、过滤三遍，除去植物纤维表面过多的表面活性剂，得到表面经过处理的带有电荷的植物纤维；

步骤(3)：合成与步骤(2)所得的表面带有电荷的植物纤维表面电荷相反的纳米粒子；

所述的纳米粒子分为具有VOC气体催化活性或光催化活性的金属纳米材料、金属氧化物纳米材料中的一种或混合物；

将纳米粒子加入到表面活性剂的水溶液中，纳米粒子的重量(g)：表面活性剂水溶液体积(ml)为1：(10～150)，表面活性剂浓度为1～100g/L，用超声波超声处理0.5～1h，之后用磁力搅拌0.5～2h，搅拌速度为500～2000RPM，将溶液在35～70℃的水浴中放置1～5h，得到分散均匀的催化剂纳米粒子水溶液；

除去多余的表面活性剂，过滤，滤液可继续循环使用，用去离子水洗涤过滤三遍，除去纳米粒子表面过多的表面活性剂，得到表面经过处理的带有电荷的纳米粒子，然后重新将纳米粒子置于去离子水中，用超声波超声0.5～1h并搅拌充分分散，纳米粒子浓度为1～10g/L，

多种纳米催化材料，按所设计的负载顺序，各自分别交替用表面活性剂处理至表面带有正负电荷，然后除去纳米颗粒表面多余的表面活性剂；

步骤(4)：制备催化剂/植物纤维复合物；

将步骤(2)所得的表面带有电荷的植物纤维加入到步骤(4)所得的表面带有相反电荷的催化剂纳米粒子水溶液中，植物纤维质量(g)的和纳米粒子水溶液体积(ml)的比为1：(10～100)，并用超声波超声处理0.5～1h，之后过滤并洗涤植物纤维表面未负载的多余纳米粒子，然后再在60℃的真空干燥箱中干燥；

重复步骤(4)，每次所负载的纳米粒子所带电荷需同上一次负载的粒子所带电荷相反；最后一次负载的纳米催化剂为具有光催化活性的纳米催化剂；最后得到用层层自组装技术制备的以植物纤维为载体，最表面一层为光催化纳米粒子的复合VOC催化材料。

2.据根权利要求1所述一种用于VOC治理的复合催化材料的制备方法，其特征在于，所述的植物纤维材料可选自棉纤维及其织物、脱肉处理后的叶脉、秸秆、麻纤维以及成品纸张中的任意一种或任意组合。

3.据根权利要求1所述一种用于VOC治理的复合催化材料的制备方法，其特征在于，金属纳米材料为金、银、铂、钯、钌、佬、铼或钴。

4.据根权利要求1所述一种用于VOC治理的复合催化材料的制备方法，其特征在于，金属氧化物纳米材料为氧化锌、三氧化钨、二氧化锰、氧化铁、四氧化三铁、二氧化铈、氧化铜、氧化亚铜或二氧化钌。