[发明专利]一种基底材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基底材料及其制备方法，所述基底材料包括基底层，所述基底层具有结构化表面；其中，所述基底材料至少在一个方向上具有柔性，进行弯折时，具有不低于90°的弯曲角度。本发明提供的基底材料具有轻质柔性、高比表面积和粗糙度的特性。

技术领域

本发明属于材料制备及应用领域，更具体地说，涉及一种基底材料、及其制备方法。

背景技术

基于当前水污染现状，尤其是含有机物化工废水处理困难的背景，废水处理已成为实现废水近零排放 与资源化利用目标重要前提。非均相催化氧化技术(HCO)可在固相催化剂表面生成具有高氧化性的活性 自由基(·OH、·O₂^-、·O等)来实现难降解有机物的去除。活性自由基的发生场所主要为催化剂表面的氧 空穴、Lewis酸与官能团等点位，而现有颗粒状催化剂的内部结构无法直接参与催化，大量的内部结构不 仅降低了活性位点的体密度，同时导致材料浪费与成本升高。因此研究者认为，通过减小催化剂的尺寸至 微/纳米级别(即粉末状)，可获得超高的比表面积、增加与催化剂/有机质的接触几率，以突破低浓度废水 处理中的传质瓶颈，但粉末状催化剂需要额外的膜分离与回收工艺，成本高昂也操作复杂，应用难度较大 因此，现有的颗粒状与粉末状催化剂，皆存在难以克服的应用瓶颈。基于此，如何尽可能地提高催化剂的 活性比表面积，提升界面传质效率，同时避免催化剂的粉末化，从而构建一个不依赖于分离和回收单元的 高效高级氧化反应体系，是突破非均相催化氧化现有技术瓶颈的一个重要方向。

三维催化剂的“二维化”为解决上述难题提出了一条可行途径。比如现有非专利文献1(Zhao G,CuiX., Liu M.,Li P,Zhang Y.,Gao T.,LiH,Lei f,Liu L,LiD.Environmental ScienceTechnology. 2009,43:1480-1486.)中公开了一系列基于阳极氧化制备的二维多孔电极，进一步在孔内负载Sn、Sb等实 现高级氧化应用。然而，除电极外，以二维催化剂为主体的非均相催化氧化工艺较为罕见。其中一个重要 原因在于，阳极氧化法获得的是一种硬模板，以其为基体制备的催化剂缺乏柔性、催化层致密易碎，且纳米孔皆为死孔，有机物仅能沿通道端口向内径向扩散，传质效率仍然受限，因而需进行基体的改良。现有 非专利文献2(Zhang S,Quan X,Wang D.Environmental ScienceTechnology.2018,52:8701-8711)中公开 了一种改良方式，即将基底和阳极氧化产生的阻挡层剥离，使催化层中的纳米孔两端打开形成通孔，从而 可作为无数个过滤型“微柱反应器”，使羟基自由基转化率达到10^-6量级。但现有研究仍长期无法解决二维 催化材料的硬质、易碎等缺陷，难以实现实际的工程化应用。

发明内容

1.发明目的

现有的固体基体/载体缺乏柔性，使用过程中致密易碎，比如，在利用阳极氧化法获得的硬模板作为基 体/载体制备二维催化剂时，希望尽可能的提升催化剂的界面传质速率、降低催化剂的易碎性，然而如非专 利文献2中以阳极氧化硬模板为基体制备的催化剂，其传质速率的能力提升有限，且催化剂仍然存在易碎 问题；

本发明的目的之一在于提供一种具有一定柔性的基底材料，能够降低使用过程中的致密易碎问题；

同时，本发明的目的之二在于提供前述具有一定柔性的基底材料的制备方法。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

|1|一种基底材料，包括基底层，所述基底层具有结构化表面；所述基底层的材料组成包括过渡金属及 过渡金属氧化物，二者含量之和至少为基底层重量的90％；其中，所述过渡金属氧化物集中分布于结构化 表面；其中，所述基底材料至少在一个方向上具有柔性，进行弯折时，具有不低于90°的弯曲角度。