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专利号: 2022110844114
申请人: 大连工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种附着有MXene相助催化剂的复合光催化材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法为水热合成法,先制备出单一MXene相助催化剂,再通过席夫碱缩合使COF生长在MXene纳米片上;具体制备步骤如下:(1)多层MXene相助催化剂的制备:将一定质量的Nb2AlC粉体加入到一定体积的的氢氟酸溶液中,在一定温度下搅拌;待反应结束后,将制备的固体使用去离子水多次洗涤离心,直至溶液pH值偏中性,最后将离心后的沉淀物干燥,收集该刻蚀后的产物得到多层MXene相助催化剂;

(2)多层MXene相助催化剂的单层化处理:将步骤(1)得到的多层MXene相助催化剂在一定体积的四甲基氢氧化铵溶液中室温分散一段时间形成悬浮液,将悬浮液离心并用去离子水洗涤,去除残留的四甲基氢氧化铵溶液;然后将得到的固体再分散到去离子水中,超声处理后,低速离心洗涤干燥后获得单层Nb2CTx;

(3)单层MXene的氨基化处理:将步骤(2)得到的一定质量的单层Nb2CTx溶解于去离子水中,搅拌均匀后,再加入一定质量的乙醇并搅拌;然后加入一定体积的三乙氧基硅烷,将混合物在氮气氛下搅拌;所得产物洗涤除去未反应的三乙氧基硅烷,并洗涤以除去乙醇,将沉淀物冷冻干燥以获得氨基化‑Nb2CTx;

(4)COF@MXene复合光催化材料的制备:在一定质量的氨基化‑Nb2CTx、三醛基均苯三酚和对苯二胺中加入一定体积的均三甲苯和1,4‑二氧六环,然后向其中加入一定体积的乙酸水溶液作为催化剂;将混合物超声使其分散均匀,然后将其转移到高压反应釜中,使用氮气鼓泡,将反应釜放入一定温度的烘箱中反应;待反应釜降至室温,用1,4‑二氧六环和乙醇洗涤后离心分离,最后冷冻干燥12h,得到COF@MXene复合光催化材料。

2.根据权利要求2所述的一种附着有MXene相助催化剂的复合光催化材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,Nb2AlC粉体质量为1~3g,氢氟酸溶液质量分数为40%,体积为60~180mL,搅拌温度为50~60℃。

3.根据权利要求2所述的一种附着有MXene相助催化剂的复合光催化材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,四甲基氢氧化铵溶液质量分数为26%,体积为5~15mL,超声处理时间为1h;所得到的Nb2AlC在(002)、(004)、(100)、(101)、(103)、(006)、(104)七个晶面有衍射峰;Nb2CTx的层间距大于Nb2AlC。

4.根据权利要求2所述的一种附着有MXene相助催化剂的复合光催化材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,单层Nb2CTx质量为1~3g,乙醇质量为3~9g,三乙氧基硅烷体积为200~600μL。

5.根据权利要求2所述的一种附着有MXene相助催化剂的复合光催化材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中,氨基化‑Nb2CTx的质量分别为0g、0.175~0.525g和0.35~

10.5g,三醛基均苯三酚质量为0.063~0.189g,对苯二胺质量为0.048~0.144g;乙酸水溶液浓度为3M。

6.根据权利要求2所述的一种附着有MXene相助催化剂的复合光催化材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中,均三甲苯和1,4‑二氧六环体积均为1.5~4.5mL,乙酸水溶液体积为0.5~1.5mL,烘箱温度为110~130℃。

7.利用权利要求1‑6任一项所述方法制备的附着有MXene相助催化剂的复合光催化材料的制备方法,其特征在于,所述光催化材料为COF复合不同含量的MXene,分别为COF、COF@

5%MXene和COF@10%

MXene。

8.根据权利要求1‑7任一项所述制备方法制备的附着有MXene相助催化剂的复合光催化材。

9.权利要求8所述的附着有MXene相助催化剂的复合光催化材料在光催化杀菌和有机污染物降解中的应用。

10.权利要求9所述的一种附着有MXene相助催化剂的复合光催化材料的应用,其特征在于,所述菌为金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌、大肠杆菌、沙门氏菌。