[发明专利]一种有序分级多孔含碳二氧化钛自支撑膜光催化材料的制备方法

权利要求书

1.一种有序分级多孔含碳二氧化钛自支撑膜光催化材料的制备方法，其特征在于，以聚苯乙烯丙烯酸酯微球乳液、嵌段共聚物、乙醇和钛源为原料，以滤纸为基体，采用自组装原理，一步制备所述的有序分级多孔含碳二氧化钛自支撑膜光催化材料，包括以下步骤：

(1)将嵌段共聚物和乙醇混合，在搅拌条件下，加入钛源，随后加入聚苯乙烯丙烯酸酯微球乳液，搅拌，得混合液；

(2)将所得混合液浸润滤纸并转移到平底蒸发皿中，在室温下挥发诱导自组装，再经热聚和在惰性气氛下进行热处理，得所述有序分级多孔含碳二氧化钛自支撑膜光催化材料。

2.根据权利要求1所述的有序分级多孔含碳二氧化钛自支撑膜光催化材料的制备方法，其特征在于，所述聚苯乙烯丙烯酸酯微球乳液为微球质量分数为20％的乙醇乳液，由H₂O、苯乙烯、丙烯酸、过硫酸铵，在氩气气氛下混合搅拌7～10h制得，所得微球乳液中，微球尺寸均一，尺寸在200～400nm可调。

3.根据权利要求1所述的有序分级多孔含碳二氧化钛自支撑膜光催化材料的制备方法，其特征在于，所述嵌段共聚物为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物PEO₂₀PPO₇₀PEO₂₀或PEO₁₀₀PPO₇₀PEO₁₀₀，其中EO为环氧乙烷，PO为环氧丙烷。

4.根据权利要求1所述的有序分级多孔含碳二氧化钛自支撑膜光催化材料的制备方法，其特征在于，所述钛源为四氯化钛或钛酸四丁酯，或二者以任意比例进行混合。

5.根据权利要求1所述的有序分级多孔含碳二氧化钛自支撑膜光催化材料的制备方法，其特征在于，所述的嵌段共聚物、乙醇、聚苯乙烯丙烯酸酯微球乳液和钛源的质量比为：(0.3～0.5):(20～30):(2～3):1。

6.根据权利要求1所述的有序分级多孔含碳二氧化钛自支撑膜光催化材料的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中加入聚苯乙烯丙烯酸酯微球乳液后的搅拌时间为2h。

7.根据权利要求1所述的有序分级多孔含碳二氧化钛自支撑膜光催化材料的制备方法，其特征在于，所述热聚温度为80℃，热聚保温时间为24～48h。

8.根据权利要求1所述的有序分级多孔含碳二氧化钛自支撑膜光催化材料的制备方法，其特征在于，上述步骤(2)的热处理温度步骤为：以1～3℃/min的速率升温至400～600℃，保温2～4h。

9.根据权利要求1所述的有序分级多孔含碳二氧化钛自支撑膜光催化材料的制备方法，其特征在于，制得的有序分级多孔含碳二氧化钛自支撑膜光催化材料具有分级多孔结构，存在大孔和介孔，大孔尺寸均一，尺寸在200～400nm可调，介孔分布在大孔孔壁上，介孔尺寸为3～5nm；所得产物的比表面积为76～106m²/g，含碳量为16～21wt％，对太阳光的有效吸收范围为200～800nm。