[发明专利]一种复合光催化材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合光催化材料，其特征在于，包括：泡沫碳、金属氧化物纳米阵列以及贵金属纳米颗粒，所述金属氧化物纳米阵列负载在所述泡沫碳上，所述贵金属纳米颗粒负载在所述金属氧化物纳米阵列上，所述金属氧化物纳米阵列为氧化钨形成的纳米阵列，所述贵金属纳米颗粒为铂纳米颗粒，

所述复合光催化材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）取泡沫碳，裁剪，清洗并晾干；

（2）将步骤（1）处理后的泡沫碳浸泡于晶种溶液中，取出后烘干，煅烧，

其中，所述晶种溶液为六氯化钨的乙醇溶液与过氧化氢溶液的混合溶液，所述六氯化钨的乙醇溶液中六氯化钨的摩尔浓度为0.02mol/L，所述过氧化氢溶液的浓度为0.3~1mol/L，所述六氯化钨的乙醇溶液与过氧化氢溶液的体积比为10：1；浸泡时间为5~10分钟；烘干温度为50~150 ℃；所述浸泡和烘干的步骤重复5~15次；所述煅烧是以5 ℃/min的速率升温至400 ℃，保温100分钟；

（3）将步骤（2）煅烧后的材料放置于前驱体溶液中进行水热反应，冷却至室温，清洗并干燥，得到负载金属氧化物纳米阵列的泡沫碳材料，

其中，所述前驱体溶液为钨酸钠的水溶液；所述钨酸钠的水溶液中钨酸钠的摩尔浓度为0.01 mol/L；所述水热反应的条件为在180℃下反应9小时；所述水热反应在反应釜中进行，反应釜中前驱体溶液的体积占所述反应釜体积的2/3；所述清洗为使用去离子水冲洗；

（4）采用化学还原法在步骤（3）得到的材料的金属氧化物纳米阵列上负载贵金属纳米颗粒，得到所述复合光催化材料，

其中，将步骤（3）得到的材料悬置于硝酸铂溶液中，在转速500rpm磁力搅拌的条件下将硼氢化钠溶液缓慢均匀地加至所述硝酸铂溶液中，在转速50rpm磁力搅拌条件下缓慢搅拌10分钟，静置1小时，用去离子水洗净并干燥，得到所述复合光催化材料；所述硝酸铂溶液和硼氢化钠溶液中硝酸铂和硼氢化钠的摩尔比为3：1。

2.根据权利要求1所述的复合光催化材料，其特征在于，在步骤（1）中，所述泡沫碳的规格为每英寸45~120个孔；

所述清洗是将泡沫碳依次在硝酸、丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗，每种溶剂清洗15分钟，所述硝酸的摩尔浓度为1~2mol/L，丙酮的摩尔浓度为0.5~1.5 mol/L，所述超声清洗的功率为50~100 W。

3.一种权利要求1或2所述的复合光催化材料在污水处理中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述复合光催化材料用于同时去除污水中的重金属和有机污染物，其方法包括：

对待处理污水调节pH，加入所述复合光催化材料后进行光照处理，

其中，将所述待处理污水的pH值调节至5~9；采用150~500W氙灯进行光照处理，光照时间2~4小时；所述重金属为七价锰，所述有机污染物为双酚A。