[发明专利]一种自支撑VO2

说明书

本发明属于催化剂制备领域，并具体公开了一种自支撑VO₂类芬顿催化材料的制备方法及产品，其包括以下步骤：(1)配制V₂O₅溶胶并陈化；(2)将阳极和阴极导电基材浸入V₂O₅溶胶中进行电泳沉积得到V₂O₅包覆的导电基材；(3)将步骤(2)制备的V₂O₅包覆的导电基材置于管式炉中，在通气氛条件下煅烧，其中煅烧的升温速率为1‑20℃/min，煅烧温度为600‑1000℃，保温时间为0.5h‑10h，气氛的通入速度为0.1‑10L/min，以此得到自支撑VO₂类芬顿催化材料。本发明制备的VO₂类芬顿催化材料具有优异的自支撑特性和催化性能，对环境无二次污染，能够实现低成本、规模化生产。

技术领域

本发明属于催化剂制备领域，更具体地，涉及一种自支撑VO₂类芬顿催化材料的制备方法及产品。

背景技术

近年来，全球水污染危机不断加剧，纺织、染料等有机染料和酚醛类化合物是废水的主要组成部分，高级氧化过程(AOPs)是分解合成有机污染物的一种有效方法，而类芬顿催化材料是有效的高级氧化催化剂，新型的类芬顿催化材料引起了大家的关注。

钒的储量丰富、廉价易得，在实际应用中具有独特的优势，其氧化物二氧化钒(VO₂)被广泛应用在光学器件和电子器件的制造中，但目前鲜有将其用于芬顿类催化剂以降解有机物的报道。为了实现钒的有效利用，对于VO₂类芬顿催化材料的研究具有重要的科学意义和实用价值。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种自支撑VO₂类芬顿催化材料及其制备方法，该方法具有简单、快速、高效的特点，得到的VO₂类芬顿催化材料具有自支撑特性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种自支撑VO₂类芬顿催化材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)配制质量体积浓度为5g/L-40g/L的V₂O₅溶胶，陈化1-15天；

(2)将阴极导电基材阳极阴极浸入步骤(1)的V₂O₅溶胶中进行电泳沉积，以在导电基材表面沉积V₂O₅，从而得到V₂O₅包覆的基材，电泳沉积的电压为0.001-10V，阳极与阴极的间距为5-50mm，沉积时间为 0.5min-60min；

(3)将步骤(2)制备的V₂O₅包覆的导电基材置于管式炉中，在通气氛条件下煅烧，其中煅烧的升温速率为1-20℃/min，煅烧温度为600-1000℃，保温时间为0.5h-10h，气氛的通入速度为0.1-10L/min，通过上述煅烧工艺使得整个热处理过程在保护气氛中有效进行，保证在基材表面包裹的V₂O₅溶胶充分熔融。

通过上述方法，可得到具有核壳结构的自支撑VO₂类芬顿催化材料。

作为进一步优选的，所述V₂O₅溶胶通过先将V₂O₅粉末加热至熔融状态再加入去离子水进行配制。

作为进一步优选的，所述V₂O₅粉末的纯度为99％以上。

作为进一步优选的，所述电泳沉积的电压为0.002-2.5V，阳极与阴极的间距为10-30mm，沉积时间为2min-10min。