[发明专利]一种纳米管催化材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种制备纳米管催化材料的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，以三聚氰胺为原料，通过500~600℃高温煅烧的方式，制得g-C₃N₄；

步骤2，以Co（NO₃）₂·6H₂O和三聚氰胺为原料，通过700~800℃高温煅烧的方式，制得CNCo；

步骤3，以g-C₃N₄、CNCo以及钛酸丁酯为原料，在水热反应条件下制得TCNCNCo前体；所述水热反应制备步骤包括：将所述g-C₃N₄、所述CNCo以及钛酸丁酯加入异丙醇中，并进行超声分散，得到混合物悬浮液；向所述混合物悬浮液中加入氢氟酸，搅拌，得到混合体系；将所述混合体系置于高压反应釜中，进行反应，并对反应后的体系进行后处理，得到TCNCNCo前体；所述g-C₃N₄:所述钛酸丁酯:所述CNCo的质量用量比为1：3.3~5.8：0.007~0.035；

步骤4，在惰性气体保护下，对所述TCNCNCo前体进行煅烧，制得所述纳米管催化材料TCNCNCo。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述以三聚氰胺为原料，通过高温煅烧的方式，制得g-C₃N₄，包括：

将三聚氰胺放入带盖的氧化铝坩埚中，再放入马弗炉中高温煅烧，最后研磨收集粉末，所述粉末为g-C₃N₄。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述高温煅烧的加热速率为2~10℃/ min，，煅烧时间为3~5h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述以Co（NO₃）₂·6H₂O和三聚氰胺为原料，通过高温煅烧的方式，制得CNCo，包括：

将所述Co（NO₃）₂·6H₂O和所述三聚氰胺混合、研磨，得到混合物；

在氮气保护下，对混合物加热、煅烧，得到CNCo。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述Co（NO₃）₂·6H₂O 与所述三聚氰胺的质量用量比为1：0.5~10；

所述加热的升温速率为2~10℃/ min；

对混合物煅烧的时间为1.5~3h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氢氟酸为40wt%的氢氟酸；所述g-C₃N₄与所述氢氟酸的质量用量比为1：0.60~1.80；

在所述高压反应釜中的反应温度为120~180℃，反应时间为6~24h；

所述后处理为：对所述反应后的体系，进行离心、干燥；所述离心的次数为6~10次；所述干燥的温度为40~80℃，所述干燥的时间为5~10h。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述惰性气体为氮气或者氩气；

对所述TCNCNCo前体进行煅烧时，以3~15℃/min加热速率进行升温；所述煅烧的温度为200~500℃，所述煅烧的时间为3~5h。

8.一种纳米管催化材料，其特征在于，所述纳米管催化材料是通过上述权利要求1-7任意一项所述的方法制备的。

9.一种纳米管催化材料的应用，其特征在于，所述纳米管催化材料为通过上述权利要求1-7任意一项所述的方法制备的TCNCNCo纳米管催化材料，所述纳米管催化材料用于可见光催化降解有机污染物。