[发明专利]生物质灰渣基N-TiO2/N-碳纳米管光触媒净水材料及其制备方法

摘要

本发明涉及生物质灰渣基N‑TiO₂/N‑碳纳米管光触媒净水材料及其制备方法。本发明的生物质灰渣基N‑TiO₂/N‑碳纳米管光触媒净水材料包括作为载体的生物质灰渣和负载于所述生物质灰渣表面上的N改性的TiO₂/N改性的碳纳米管复合材料。所述生物质灰渣可回收利用生物质火电厂草木灰，并具有多孔结构，可促进表面传质传递过程，增大有机物的富集。N‑碳纳米管可促进载流子传输，分离N‑TiO₂光吸收所形成的电子‑空穴对。N‑TiO₂的光吸收波长向可见光波段红移，提高了TiO₂的光响应范围，吸收效率提高，减少电子和空穴的复合，进一步提高了光催化活性，从而使TiO₂的光催化性能得到更有效的应用。

主权项

1.一种制备生物质灰渣基N‑TiO₂/N‑碳纳米管光触媒净水材料的方法，所述方法包括如下步骤：1)研磨生物质火力电厂的秸秆生物质灰渣，加入水泥和碎石，压制成型成生物质灰渣载体；2)将碳纳米管在浓硝酸中在120℃～135℃温度下酸化4h～8h，在40℃～80℃干燥，随后在氨气气氛下在800℃下加热1h～2h，从而获得N‑碳纳米管；3)在室温下将所述N‑碳纳米管置于溶剂中，进行超声波处理，随后加入钛酸正丁酯，使得N‑碳纳米管与钛酸正丁酯的质量比为0.02～0.1，再次进行超声处理；加入氯化铵和乙酸的混合水溶液，其中氯化铵和乙酸的质量比为0.3～0.4，进行超声处理直至出现溶胶，在室温下老化3～5天，然后干燥、焙烧，从而获得N‑TiO₂/N‑碳纳米管复合材料；4)将所述N‑TiO₂/N‑碳纳米管复合材料的粉末涂抹在所述生物质灰渣载体的表面，然后在室温下干燥，从而获得生物质灰渣基N‑TiO₂/N‑碳纳米管光触媒净水材料；其中所述生物质灰渣基N‑TiO₂/N‑碳纳米管光触媒净水材料以其总重量计包含40％～50％的生物质灰渣，5％～10％的N‑TiO₂/N‑碳纳米管复合材料，20％～30％的水泥，和10％～35％的碎石；所述N‑TiO₂/N‑碳纳米管复合材料以其总重量计包含70％～90％的N‑TiO₂和10％～30％的N‑碳纳米管，且N与Ti的原子比为2:1。