[发明专利]一种高效去除水中复合污染物的三维泡沫基光催化材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高效去除水中复合污染物的三维泡沫基光催化材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)三维泡沫金属表面的预氧化：用同时含有过硫酸盐和氢氧化物的水溶液浸泡三维泡沫金属，清洗和干燥后得到表面生成金属氢氧化物的三维泡沫金属；

(2)三维泡沫金属表面原位生长氧化金属纳米线:将经步骤(1)处理后的三维泡沫金属装载到有保护气体保护的管式炉中加热，得到表面生长氧化金属纳米线的三维泡沫金属；

(3)三维泡沫金属表面二次原位生长双金属氢氧化物：将步骤(2)表面生长氧化金属纳米线的三维泡沫金属加入到含有三价金属盐、二价金属盐、尿素和碳酸盐的水溶液中，混合均匀，得到混合物，将所述混合物转移到高压釜中，水热反应后即得到表面原位生长氧化金属纳米线和双金属氢氧化物的光催化材料，清洗和干燥即得到三维泡沫基光催化材料。

2.根据权利要求1所述的高效去除水中复合污染物的三维泡沫基光催化材料的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的三维泡沫金属在进行表面的预氧化前，还进行前处理步骤，具体包括：将三维泡沫金属浸泡到稀酸中，然后依次用丙酮、乙醇和水洗涤，得到前处理后的三维泡沫金属。

3.根据权利要求1所述的高效去除水中复合污染物的三维泡沫基光催化材料的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的三维泡沫金属为泡沫铜、泡沫铁、泡沫镍、泡沫钴、泡沫铝、泡沫锌、泡沫铁镍中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的高效去除水中复合污染物的三维泡沫基光催化材料的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸氢钾、过硫酸铵中的至少一种；

步骤(1)中所述的氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙中的至少一种；

步骤(1)中所述的同时含有过硫酸盐和氢氧化物的水溶液中，所述过硫酸盐的浓度为1～5mM，所述氢氧化物的浓度为1.5～5.0mM；

步骤(1)中所述浸泡的时间为10～30min。

5.根据权利要求1所述的高效去除水中复合污染物的三维泡沫基光催化材料的制备方法，其特征在于：

步骤(2)中所述的保护气体为氢气、氩气、氮气、氦气、二氧化碳中的至少一种；

步骤(2)中所述管式炉中加热的温度为200～400℃，加热的时间为1～5h。

6.根据权利要求1所述的高效去除水中复合污染物的三维泡沫基光催化材料的制备方法，其特征在于：

步骤(3)中所述的三价金属盐为铝盐、镍盐、铁盐、锰盐、钴盐、铈盐、钒盐、镧盐、铌盐中的至少一种；

步骤(3)中所述的二价金属盐为铜盐、镁盐、钙盐、锌盐、钴盐、镍盐、钡盐、锶盐、亚铁盐中的至少一种；

步骤(3)中所述的碳酸盐为碳酸铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碳酸镁中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的高效去除水中复合污染物的三维泡沫基光催化材料的制备方法，其特征在于：

步骤(3)所述的含有三价金属盐、二价金属盐、尿素和碳酸盐的水溶液中，所述三价金属盐的浓度为0.01M～0.5M，所述二价金属盐的浓度为0.1～1.0M，所述尿素的浓度为0.5～1.5M，所述碳酸盐的浓度为0.1～1.0M；

步骤(3)中所述水热反应的温度是80～120℃，反应的时间是15～30h。

8.根据权利要求2所述的高效去除水中复合污染物的三维泡沫基光催化材料的制备方法，其特征在于：

在所述前处理的步骤中，所述稀酸的浓度为1～10wt％，在所述稀酸的浸泡时间为3～10min，所述丙酮的浸泡时间为30～90min，所述乙醇的浸泡时间为10～30min，所述水的浸泡时间为60～120min。

9.一种根据权利要求1～8任一项所述的方法制备得到的三维泡沫基光催化材料。

10.根据权利要求9所述的三维泡沫基光催化材料在处理含有抗生素和/或重金属水体的应用。