[发明专利]一种二氧化钛基活性炭纤维复合催化剂及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种二氧化钛基活性炭纤维复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将二氧化钛负载于聚合物纤维上，得到二氧化钛/聚合物纤维复合材料；

(2)将步骤(1)得到的二氧化钛/聚合物纤维复合材料在保护气体下碳化，得到二氧化钛基活性炭纤维复合催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的聚合物纤维包括纤维素纤维、壳聚糖纤维、聚丙烯纤维或聚酯纤维中任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述二氧化钛/聚合物纤维复合材料中二氧化钛的质量分数为1～30％，聚合物纤维的质量分数为70～99％。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述将二氧化钛负载于聚合物纤维上的方法包括以下步骤：

(a)将聚合物纤维分散于溶剂中，调节pH，得到聚合物纤维分散液；

(b)向步骤(a)得到的聚合物纤维分散液中加入二氧化钛前驱体溶液，得到混合液；

(c)将步骤(b)得到的混合液加热反应，得到二氧化钛/聚合物纤维复合材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述pH≤5；

优选地，步骤(a)所述溶剂为水和/或低分子醇类溶剂；

优选地，所述低分子醇类溶剂包括甲醇、乙醇或丙醇中任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(a)所述分散液中溶剂与聚合物纤维的质量比为(80～200):1；

优选地，步骤(b)所述二氧化钛前驱体包括钛酸正丁酯、异丙醇钛、硫酸钛、硫酸氧钛或四氯化钛中任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(b)所述二氧化钛前驱体溶液中二氧化钛前驱体的质量浓度为1.0～2.0g/mL；

优选地，步骤(b)所述二氧化钛与所述聚合物纤维的质量比为(0.2～2):1；

优选地，步骤(c)所述加热的方式为对流加热和/或微波辐射加热；

优选地，所述微波辐射加热的功率为150～800W；

优选地，步骤(c)所述加热反应的温度为60～150℃；

优选地，步骤(c)所述加热反应的时间为2～600min，进一步优选为5～300min；

优选地，步骤(c)所述加热反应后对产物进行纯化，所述纯化的方法为洗涤、抽滤和干燥；

优选地，所述干燥包括自然干燥、鼓风干燥、真空干燥或加热干燥中任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述将二氧化钛负载于聚合物纤维上的方法包括以下步骤：

(a′)将二氧化钛前驱体制备成二氧化钛溶胶，将聚合物纤维浸渍在二氧化钛溶胶中，得到预先涂覆二氧化钛的聚合物复合材料；

(b′)将步骤(a′)得到的预先涂覆二氧化钛的聚合物复合材料置于二氧化钛前驱体溶液中反应，得到二氧化钛/聚合物纤维复合材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(a′)所述二氧化钛前驱体包括钛酸正丁酯、异丙醇钛、硫酸钛、硫酸氧钛或四氯化钛中任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(a′)所述浸渍的时间为1～30min，进一步优选为5～25min；

优选地，步骤(a′)所述浸渍的次数为1～3次；

优选地，步骤(a′)所述二氧化钛溶胶中二氧化钛前驱体与溶剂的质量比为1:(20～100)；

优选地，步骤(b′)所述反应为水热反应；

优选地，所述水热反应的温度为50～250℃，进一步优选为80～200℃；

优选地，所述水热反应的时间为1～24h，进一步优选为2～16h；

优选地，步骤(b′)所述反应后对产物进行纯化，所述纯化的方法为洗涤、抽滤和干燥；

优选地，所述干燥包括自然干燥、鼓风干燥、真空干燥或加热干燥中任意一种或至少两种的组合。