[发明专利]一种中空结构生物质炭/TiO2多壁管/CuO光催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种中空结构生物质炭/TiO₂多壁管/CuO光催化剂，由中空结构生物质炭、TiO₂多壁管和CuO纳米颗粒复合而成，其特征在于：所述中空结构生物质炭以生物质为原材料经清洗、粉碎、酸洗预处理、100～120℃干燥5～8h炭化后形成；所述TiO₂多壁管是通过400～700℃高温煅烧2～6h后而成，所述CuO纳米颗粒由生物质炭和TiO₂多壁管吸附后的铜离子，经高温煅烧而成。

2.根据权利要求1所述中空结构生物质炭/TiO₂多壁管/CuO光催化剂，其特征在于：所述中空结构生物质炭的中空结构孔径为20～50µm。

3.根据权利要求1所述中空结构生物质炭/TiO₂多壁管/CuO光催化剂，其特征在于：所述TiO₂多壁管的直径为1～3µm，厚度为150～190nm。

4.根据权利要求1所述中空结构生物质炭/TiO₂多壁管/CuO光催化剂，其特征在于：所述CuO纳米颗粒尺寸为50 nm～500 nm。

5.制备如上述权利要求1-4任一所述中空结构生物质炭/TiO₂多壁管/CuO光催化剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a）生物质用清水清洗、烘干后粉碎，粒径在1.5mm左右，然后放入1～3mol/L的酸溶液中浸泡2～4h，用去离子水清洗至中性，100～120℃干燥5～8h得到预处理生物质；

b）按照钛源与乙醇的体积比为1：2～4的比例配制钛溶液，以30～50mg预处理生物质溶于100mL钛溶液的比例，将预处理生物质溶于钛溶液超声20～40min后，40～60℃干燥4～8h得到钛源/生物质；

c）将钛源/生物质置于马弗炉中，以5～10℃/min的升温速度至400～700℃，煅烧2～6h，自然冷却后得到中空结构生物质炭/TiO₂多壁管；

d）将其在0.1～0.3mol/L的铜溶液中浸泡3～6h，然后用去离子水和乙醇分别清洗三次，再置入铜溶液浸泡后再清洗，所述过程重复进行10～20次后，在50～70℃条件下干燥10h，最后置于管式炉中在氮气保护下以5～10℃/min的升温速度至500～700℃，煅烧2～4h，自然冷却后即得。

6.根据权利要求5所述制备中空结构生物质炭/TiO₂多壁管/CuO光催化剂的方法，其特征在于：步骤a）中所述生物质为汉麻杆、山麻杆以及苎麻杆中的任一种；所述酸溶液为盐酸、醋酸或硝酸中的任一种，优选盐酸溶液。

7.根据权利要求5所述制备中空结构生物质炭/TiO₂多壁管/CuO光催化剂的方法，其特征在于：步骤b）中所述钛源为异丙醇钛、钛酸四丁酯中的任一种，优选钛酸四丁酯。

8.根据权利要求5所述制备中空结构生物质炭/TiO₂多壁管/CuO光催化剂的方法，其特征在于：步骤d）中所述铜溶液为硝酸铜、氯化铜、硫酸铜中的任一种。

9.根据权利要求8所述制备中空结构生物质炭/TiO₂多壁管/CuO光催化剂的方法，其特征在于：步骤d）中所述铜溶液为硝酸铜。

10.一种如权利要求1-4任一所述中空结构生物质炭/TiO₂多壁管/CuO光催化剂的应用，其特征在于：将其应用于废水中光解氨、氮。