[发明专利]碳基功能材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种碳基功能材料及其制备方法。碳基功能材料以活性炭、石墨烯复合物为载体，以功能纳米粒子为填料负载在碳基材料表面或孔隙中，形成碳基材料装载功能填料的复合结构。制备方法将Zn粉、AgNO3水溶液、TiO2水溶液、氧化石墨烯水溶液、活性炭、表面活性剂按固含量质量比真空搅拌，混合均匀；将混合液置于密闭反应釜中，在130~200℃下水热反应1‑6 h取出，经过滤、离心工艺进行固液分离，分离后的固体经干燥处理得到碳基功能材料的前驱物；前驱物经煅烧处理最终制得碳基功能材料。本发明碳基功能材料具有合理的孔隙结构，良好的吸附性能，可用于有毒有害气体的净化，废气处理，杀菌抑菌，工业和生活用水净化处理。

主权项

一种碳基功能材料的制备方法，所述的碳基功能材料以活性炭、石墨烯复合物为载体，以功能纳米粒子作为填料负载在碳基材料表面或孔隙中，形成碳基材料装载功能填料的复合结构；其特征在于，所述的碳基功能材料的制备方法，包括下述步骤：（1）将Zn粉、AgNO3水溶液、TiO2水溶液、氧化石墨烯水溶液、活性炭、表面活性剂按固含量质量比进行真空搅拌混合，搅拌时长大于30分钟，搅拌速度大于100转每分钟，直至其混合均匀；所述的Zn粉、AgNO3水溶液、TiO2水溶液、氧化石墨烯水溶液、活性炭、表面活性剂按固含量质量比为0.2~3：0.06~1：0.3~18：0.2~5.5：16~21：0.15~6.3进行混合；所述的Zn粉为颗粒状，目数大于400目，锌含量大于90%；AgNO3水溶液浓度为0.01~1mol/L；TiO2水溶液的浓度为0.01~0.1mol/L；氧化石墨烯水溶液质量浓度为0.05~5%；活性炭粒径大于300目，比表面积大于800m2/g；所述的表面活性剂为水溶性表面活性剂；水溶性表面活性剂为吐温80、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇、烷基糖苷、椰油酸二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠其中一种或几种；（2）将步骤（1）得到的混合溶液置于密闭反应釜中，在130~200℃下水热反应1~6 h；（3）取出步骤（2）反应完成并冷却后的混合液，经过滤、离心工艺进行固液分离，分离后的固体经干燥处理后，得到碳基功能材料的前驱物；干燥处理工艺为加热干燥或真空冷冻干燥；加热干燥温度为40~90℃，干燥时间为1~60 h；真空冷冻干燥温度为‑50℃~30℃，干燥时间为10~60 h，真空度1Pa~300Pa；（4）将步骤（3）得到的前驱物经煅烧处理，最终制得所述的碳基功能材料；煅烧处理工艺为在氮气或氩气保护条件下，温度为400℃~1200℃，恒温时间为0.5~6 h。