[发明专利]用于吸附和光催化降解甲醛的多孔纳米材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于吸附和光催化降解甲醛的多孔纳米材料，其特征在于，由以下通式表示：M-CN/AC，其中，M为碱金属元素，CN为氮化碳，AC为活性炭。

2.如权利要求1所述的用于吸附和光催化降解甲醛的多孔纳米材料，其特征在于，所述多孔纳米材料以活性炭为基底，活性炭上具有块状的M-CN纳米颗粒；

和/或，M选自钾、锂或钠中的任意一种；

和/或，CN为g-C₃N₄。

3.一种用于吸附和光催化降解甲醛的多孔纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备活性炭；

制备M-CN/AC：将碳氮源和活性炭溶解在提供碱金属元素的强酸强碱盐水溶液中，搅拌得混合溶液，通过在真空干燥对混合溶液进行脱水，将脱水后产物煅烧，制得M-CN/AC。

4.如权利要求3所述的用于吸附和光催化降解甲醛的多孔纳米材料的制备方法，其特征在于，所述碳氮源为碳氮比为1：2的含氮有机物；

和/或，所述碳氮源和活性炭的质量比例为1：(0.01-0.1)；

和/或，所述强酸强碱盐水溶液的质量浓度为8-20g/L。

5.如权利要求3或4所述的用于吸附和光催化降解甲醛的多孔纳米材料的制备方法，其特征在于，所述碳氮源选自单氰胺、二聚氰胺、三聚氰胺或尿素中的至少一种；

和/或，所述强酸强碱盐为硝酸钾。

6.如权利要求3或4所述的用于吸附和光催化降解甲醛的多孔纳米材料的制备方法，其特征在于，在搅拌得混合溶液的步骤中搅拌的时间为1-3小时；

和/或，在真空干燥的步骤中，温度为40-80℃，干燥时间为1-3小时；

和/或，在脱水后产物煅烧的步骤中，煅烧温度为500-600℃，升温速率为1-10℃/min，煅烧时间为2-4h。

7.如权利要求3所述的用于吸附和光催化降解甲醛的多孔纳米材料的制备方法，其特征在于，制备活性炭包括以下步骤：

制备炭化物质：将提供碳源的原料放置在炉内，脱水碳化后粉碎，得炭化物质；

炭化物质的活化：使用活化剂对炭化物质进行活化；

炭化物质的烘干脱水和煅烧：活化后的混合物烘干脱水，在保护气体的保护下煅烧；

活性炭的酸洗和干燥：用盐酸清洗煅烧后产物，再用水冲洗，直至上清液得pH为中性，干燥后得到活性炭。

8.如权利要求7所述的用于吸附和光催化降解甲醛的多孔纳米材料的制备方法，其特征在于，在制备炭化物质的步骤中，提供碳源的原料的碳化温度为300-500℃，碳化时间为1-3h，粉碎目数为60-200目；所述提供碳源的原料选自竹子、橘子皮、银耳、木屑或椰壳中的至少一种。

9.如权利要求7或8所述的用于吸附和光催化降解甲醛的多孔纳米材料的制备方法，其特征在于，在炭化物质的活化的步骤中，活化剂为氢氧化钾溶液，氢氧化钾溶液的体积分数为10-30％，炭化物质与氢氧化钾的质量比为1:(2-4)，活化时间为24-48h。

10.如权利要求7或8所述的用于吸附和光催化降解甲醛的多孔纳米材料的制备方法，其特征在于，在炭化物质的烘干脱水和煅烧的步骤中，保护气体为氮气，烘干温度为180-200℃，氮气流速为50-200mL/min；煅烧温度为600-800℃，升温速率为1-10℃/min，煅烧时间为1-3h；

和/或，在活性炭的酸洗和干燥的步骤中，盐酸的物质的量浓度为2-6mol/L，干燥的温度为105-120℃。