[发明专利]一种活性炭纤维扩孔及负载光催化剂的方法

说明书

本发明提出了一种活性炭纤维扩孔及负载光催化剂的方法，包括以下步骤：S1.将活性炭纤维于高温下烘干；S2.将烘干后活性炭纤维置于金属钽罐中，添加镁粉后氮气保护下高温反应一定时间；S3.将反应后活性炭纤维于去离子水中超声清洗一定时间，烘干后制得扩孔活性炭纤维；S4.将扩孔活性炭纤维浸渍于高锰酸钾水溶液中，超声下滴加过氧化氢水溶液，采用NaOH和HCl溶液调整溶液pH值，去液烘干后制得负载纳米二氧化锰光催化剂的活性炭纤维。本发明在对活性炭纤维扩孔的同时，于活性炭纤维孔隙及表面大量负载上二氧化锰，在空气净化、水处理等领域具有巨大的应用前景。

技术领域

本发明涉及功能性活性炭纤维制备领域，尤其涉及一种活性炭纤维扩孔及负载光催化剂的方法。

背景技术

活性炭纤维具有比表面积大、孔隙多的特点，二氧化锰、TiO₂等具有优良的光催化作用，两者结合对有害性气体、液体、有害离子以及固体颗粒等具有强大的吸附去除功能，在能源、环保等众多领域具有广泛的应用。

功能活性炭纤维制备过程中通过功能、吸附、原位生成等方式在多孔活性炭纤维上负载功能性纳米材料的的方式赋予其特殊的吸附和光催化功能。如专利CN106540686B公开了一种用于深度处理的活性炭负载二氧化锰-二氧化钛臭氧催化剂及制备方法，其将KMnO₄和氧化剂分别溶解于去离子水中，待完全溶解，将MnSO₄溶液逐滴滴加到KMnO₄溶液中，再加入TiO₂粉末，一定温度下反应，经洗涤、过滤、干燥，即可得到MnO₂-TiO₂复合颗粒。再将复合颗粒，分散在去离子水中，加入活性炭，浸渍在MnO₂-TiO₂悬浊液中，浸渍完全后置于马弗炉中焙烧，即可得到活性炭负载MnO₂-TiO₂臭氧催化剂颗粒。又如专利CN103566928A公开了一种用于室温下脱除NOx的负载二氧化锰的活性炭纤维及其制备方法，途径是将活性炭纤维浸渍在一定浓度的二价锰水溶液中，然后滴加一定浓度的高锰酸钾水溶液，高锰酸钾和二价锰发生氧化还原反应，生成的二氧化锰沉积在活性炭纤维的表面和微孔中，即制得负载二氧化锰的活性炭纤维。

上述方法在活性炭或活性炭纤维上负载功能颗粒的时候，采用先制备功能颗粒再于活性炭复合的方式负载，即后道载入，存在工序复杂的缺陷。另外是在活性炭纤维上原位生成的方式负载，存在负载量和牢度不佳的不足。

发明内容

本发明的目的在于提出一种活性炭纤维扩孔及负载光催化剂的方法，制备方法简单且能够在扩孔后活性炭纤维内部及表面负载大量的功能性二氧化锰，从而增强其光催化性能。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种活性炭纤维扩孔及负载光催化剂的方法，包括以下步骤：

S1.将活性炭纤维于高温下烘干；

S2.将烘干后活性炭纤维置于金属钽罐中，添加镁粉后氮气保护下高温反应一定时间；

S3.将反应后活性炭纤维于去离子水中超声清洗一定时间，烘干后制得扩孔活性炭纤维；

S4.将扩孔活性炭纤维浸渍于高锰酸钾水溶液中，超声下滴加过氧化氢水溶液，采用NaOH和HCl溶液调整溶液pH值，去液烘干后制得负载纳米二氧化锰光催化剂的活性炭纤维。

作为本发明的进一步改进，所述活性炭纤维包括粘胶基活性炭纤维、聚丙烯腈基活性炭纤维和沥青基活性炭纤维。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述高温烘干为在150℃下烘干2h。

作为本发明的进一步改进，所述金属钽罐为内胆为金属钽皮的坩埚，钽皮的厚度为0.05-0.1mm。