[发明专利]一种无机催化膜的制备方法和应用

权利要求书

1.一种无机催化膜的制备方法，其特征在于一种无机催化膜的制备方法是按以下步骤完成的：

一、配置碳化负载储备液：

首先向溶剂中加入缓冲物质，得到预备液，然后加入碳化前驱体，得到碳化负载储备液；

步骤一中所述的缓冲物质为磷酸二氢钾和磷酸氢二钾的混合物或磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的混合物；所述的磷酸二氢钾和磷酸氢二钾的混合物中磷酸二氢钾与磷酸氢二钾的物质的量比为1:(1～50)；所述的磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的混合物中磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的物质的量比为1:(1～50)；

步骤一中所述的碳化前驱体为含氮有机碳源或不含氮有机碳源；

步骤一中所述的碳化负载储备液中碳化前驱体的浓度为0.1g/L～50g/L；

步骤一中所述的碳化前驱体与缓冲物质的摩尔比为1:(0.1～20)；

二、高温碳化：

将无机膜浸没在碳化负载储备液中15h～24h，取出干燥后放入高温管式气氛炉中，在气体氛围下高温煅烧，得到无机催化膜；

步骤二中所述的气体氛围为氨气氛围、氮气氛围、氩气氛围、氖气氛围、氦气氛围和氙气氛围中的任意一种或其中几种以任意比的组合；当碳化前驱体和溶剂中都不含氮时，气体氛围必须为氨气或含有氨气的混合气，其中氨气的比例任意且不为零；气体的流速为100mL/min～300mL/min；

步骤二中所述的干燥为在温度-40℃～-60℃下冷冻干燥，干燥时间为24h～72h。

2.根据权利要求1所述的一种无机催化膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的溶剂为去离子水、质量分数为5％～25％的氨水、质量分数为5％～40％的氯化铵溶液和质量分数为5％～40％的硝酸铵溶液中的任意一种或其中几种以任意比的组合。

3.根据权利要求1所述的一种无机催化膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的含氮有机碳源为去甲肾上腺素、乙腈、DL-甲基多巴、多巴胺、苯胺、二苯胺、苯甲胺、苯二胺、三聚氰胺、尿素、左旋多巴、聚乙烯亚胺、聚丙烯腈、黑色素、吡啶、吡咯、乙二胺、邻菲罗啉、2-羟基苯胺、单氰胺和丙烯酰胺中的任意一种或其中几种以任意比的组合。

4.根据权利要求1所述的一种无机催化膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的不含氮有机碳源为蔗糖、葡萄糖、淀粉、糊精、果糖、纤维素、维生素C、柠檬酸、乳酸、丙三醇、聚丙二醇、聚丁酸丁二醇酯和聚3-羟基丁酸酯中的任意一种或其中几种以任意比的组合。

5.根据权利要求1所述的一种无机催化膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述的无机膜为沸石膜、陶瓷膜、金属膜、金属合金膜、石墨烯膜、多孔玻璃膜或分子筛复合膜中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种无机催化膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述的高温煅烧的升温速率为5℃/min～20℃/min，高温煅烧的停留温度为400℃～1200℃，在400℃～1200℃下的停留时间为0.5h～2h。

7.如权利要求1所述的制备方法制备的一种无机催化膜的应用，其特征在于一种无机催化膜与氧化剂结合处理受污染水体；所述受污染水体中污染物为食品添加剂、有机合成原料、药品、农药和染料中的任意一种或其中几种以任意比的组合。

8.根据权利要求7所述的一种无机催化膜的应用，其特征在于所述的氧化剂为过硫酸盐、过氧化氢、臭氧、高铁酸盐、高锰酸盐、次氯酸盐和高氯酸盐中的任意一种或其中几种以任意比的组合。

9.根据权利要求8所述的一种无机催化膜的应用，其特征在于所述的过硫酸盐为过硫酸氢钾、过硫酸氢钠、过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的任意一种或其中几种以任意比的组合；所述的高铁酸盐为高铁酸钾和高铁酸钠中的任意一种或两种以任意比的组合；所述的高锰酸盐为高锰酸钾、高锰酸钠和高锰酸胺中的任意一种或其中几种以任意比的组合；所述的次氯酸盐为次氯酸钾和次氯酸钠中任意一种或两种以任意比的组合；所述的高氯酸盐为高氯酸钠和高氯酸钾中任意一种或两种以任意比的组合。