[发明专利]多孔无机陶瓷膜-Fe改性TiO2-碳纳米管光触媒材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多孔无机陶瓷膜-Fe改性TiO₂-碳纳米管光触媒材料，其特征在于，以多孔无机陶瓷膜为载体，将Fe改性TiO₂与碳纳米管的复合物负载于载体表面；该催化剂中，多孔无机陶瓷膜的质量百分比为50%~80%，Fe改性TiO₂与碳纳米管的复合物的质量百分比20%~50%；Fe改性TiO₂与碳纳米管的复合物中，碳纳米管的质量百分比为3%~5%，其余为Fe改性TiO₂，其中，Fe与Ti的原子比为1:5。

2.一种权利要求1所述的多孔无机陶瓷膜-Fe改性TiO₂-碳纳米管光触媒材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：

步骤（1）：将主要成分为SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、TiO₂、K₂O和Na₂O的煤渣研磨均匀，加入粒径为0.02mm的发泡剂，在压力机上采用半干法以及38MPa的成型压力下压模成型，压制成薄片；将压制的薄片在马弗炉中1100oC下煅烧2 h即获得粉煤灰基多孔陶瓷片，并将其研磨，得到多孔无机陶瓷膜；

步骤（2）：室温下，将碳纳米管放入无水乙醇中，超声粉碎处理使碳纳米管开口；然后进行第一次超声波处理，而后加入钛酸正丁酯，再继续进行第二次超声处理，并在第二次超声处理过程中，依次加入硝酸铁和乙酸的混合溶液与多孔无机陶瓷膜；超声处理直至溶胶出现时停止，并在室温条件下老化数天；

步骤（3）：对步骤（2）得到的老化样品进行干燥、焙烧，即得到所述光触媒材料，且使得到的催化剂中，多孔无机陶瓷膜的质量百分比为50%~80%，Fe改性TiO₂与碳纳米管的复合物的质量百分比20%~50%；Fe改性TiO₂与碳纳米管的复合物中，碳纳米管的质量百分比为3%~5%，其余为Fe改性TiO₂，其中，Fe与Ti的原子比为1:5。

3.根据权利要求2所述的一种权利要求1所述的多孔无机陶瓷膜-Fe改性TiO₂-碳纳米管光触媒材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的煤渣的研磨粒径为0.06 mm~0.09mm；发泡剂为木炭且用量为发泡剂与煤渣总重量的10%；煅烧后薄片的研磨粒径为0.1mm~0.3mm。

4.根据权利要求2所述的一种权利要求1所述的多孔无机陶瓷膜-Fe改性TiO₂-碳纳米管光触媒材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中超声粉碎处理的时间为15min，第一次超声处理的时间为15min，第二次超声处理的时间为30min；乙酸的浓度为0.5 mol/L，硝酸铁与乙酸的摩尔比为1:2。

5.根据权利要求2所述的一种权利要求1所述的多孔无机陶瓷膜-Fe改性TiO₂-碳纳米管光触媒材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的干燥为普通鼓风干燥箱干燥，干燥温度为80oC，干燥时间为10h；焙烧在氮气氛围下进行，焙烧温度为550oC，焙烧时间为1.5h。