[发明专利]一种Ag修饰N掺杂多孔碳负载TiO2

说明书

本发明涉及空气净化技术领域，且公开了一种Ag修饰N掺杂多孔碳负载TiO₂复合材料，二氧化钛是光催化中对VOCs污染物最有前途的催化剂之一，能够在温和的条件下将甲苯分解为二氧化碳和水，多孔碳材料，具有很大的比表面积，化学稳定性好、导电性、电子迁移率快，能够抑制紫外光照条件下电子‑空穴对复合，同时多孔碳对甲苯具有一定的吸附性，氮原子掺杂使多孔碳孔隙周围的电子云密度增加，提高了对甲苯的静电吸引力，金属银在可见光区域具有很大的光学横截面，有表面等离子共振效应，掺杂到光催化剂上，使得二氧化钛光吸收向长波方向移动，提高光催化过程中对光的吸收范围和对光生电子‑空穴的分离效率。

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，具体为一种Ag修饰N掺杂多孔碳负载TiO₂复合材料和制备方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，人们的生活质量在很大程度上得到了提高，但人们在追求物质生活的同时，带来的环境污染问题也不容小觑，这也使得人们对环境污染的问题越来越重视，其中空气质量跟人们的生活息息相关，在当今社会，空气污染越来越严重，对人们的生活造成了巨大的影响，同时也在很大程度上影响着人们的身体健康，空气污染中挥发性的有机化合物VOCs是对人体危害最为严重的空气空气污染物主要成分，包含各种芳烃、醛类以及卤代烃等，如何解决这一污染，达到空气净化的目的，具有很高的研究价值和实际意义。

甲苯作为VOCs中常见的一种污染物，在生活中的来源很广泛，如各种洗涤剂、溶剂、油漆、燃料等，被人体吸收后，会严重的损害神经系统，导致记忆力下降，长期接触还会导致贫血、白血病等疾病的发生，是一种毒性很大的物质，去除空气中的甲苯对空气净化有着很重要的作用，二氧化钛光催化净化技术作为VOCs处理中的一种常见的光催化剂，具有环保无二次污染、可单独反应、稳定性高等优势，但是其催化降解效率较低，在紫外光的照射下，容易发生电子-空穴对复合，多孔碳材料具有优良的化学稳定性、导电性、丰富的孔道结构和大比表面积等特性，能够很好的抑制紫外光照下二氧化钛激发产生的电子-空穴对的复合，氮原子能够增大多孔碳孔隙周围的电子云密度，在调节碳的电子性质和电导率与电子供体上有很强的能力，同时提高了对甲苯的静电吸引力，从而提高对甲苯的吸附速度，在很大程度上提高了催化剂的光催化性能，而通过金属元素金属银掺杂到光催化剂上，能够提高光催化过程中对光的吸收范围和对光生电子-空穴的分离效率，在光催化的禁带中产生新的能级，形成的复合材料表现出很好的降解效率和优异的甲苯去除能力。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种Ag修饰N掺杂多孔碳负载TiO₂复合材料，解决了二氧化钛单一组分在甲苯光催化过程中降解效率慢且降解率低的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种Ag修饰N掺杂多孔碳负载TiO₂复合材料，所述Ag修饰N掺杂多孔碳负载TiO₂复合材料和制备方法如下：

(1)将1,2-二氯乙烷溶剂加入到烧瓶中，再加入2,4,6-三苯基-1,3,5-三嗪，搅拌混合均匀后，在氮气氛围中，加入二甲醇缩甲醛和三氯化铁，加热，混合体系中2,4,6-三苯基-1,3,5-三嗪发生超交联反应，反应结束后，冷却到室温，过滤，使用甲醇洗涤，洗涤完成后，干燥，得到含氮多孔碳前驱体；

(2)将含氮多孔碳前驱体加到瓷舟中，放置到管式炉中，在氩气氛围中，高温碳化，碳化结束后，冷却到室温，使用乙醇和去离子水洗涤，洗涤后，离心，干燥，得到含氮多孔碳；

(3)将去离子水和氢氧化锂加入到烧杯，混合均匀，再逐滴加入钛酸四丁酯，超声分散，混合均匀后，加入含氮多孔碳，转移到聚四氟乙烯反应釜中，在干燥箱中进行水热反应，反应结束后，冷却到室温，用去离子水洗涤，至中性，使用稀硫酸溶液浸泡，使用去离子水洗涤至中性，干燥，得到N掺杂多孔碳负载TiO₂前驱体；