The invention discloses a titanium-based MXene phase heterogeneous catalytic material and its preparation method and application, belonging to the technical field of inorganic non-metallic material preparation and environmental protection. The titanium-based heterogeneous catalytic material is MXene phase titanium carbide with two-dimensional layered structure. By etching the titanium-based ceramic powder of MAX phase, MXene phase titanium carbide material has been successfully prepared. The titanium carbide material has the ability of catalytic hydrogenation to reduce bromate radical in water, and can be directly used for the reduction and purification of carcinogenic bromate radical ions in water, which solves the catalysis of traditional reduction and purification of bromate ions in water. Chemicals require expensive defects in precious metals.
【技术实现步骤摘要】
一种钛基MXene相多相催化材料及其制备方法和应用
本专利技术属于环境保护和二维材料制备
,具体涉及一种钛基MXene相多相催化材料及其制备方法和应用。
技术介绍
由于臭氧消毒在杀菌消毒过程中不产生有害有机卤代物而被广泛应用于瓶装饮用水处理技术中,但其会带来新的问题,当原水样中含有溴离子时,当采用臭氧过量消毒时会将水体中的溴化物氧化成溴酸根。溴酸根离子具有潜在的致癌性,长期过量食用会损害人的血液、中枢神经和肾脏等,被世界卫生组织认定为2B级的致癌物。目前,去除水中溴酸盐的方法可以分为混凝、吸附、膜过滤、离子交换、生物沉降以及各类还原方法等。各种方法中,催化还原是一种较为有前途的水处理技术。但是,目前用于去除水中溴酸根离子的多相催化剂,甚至是所有用于水治理的加氢催化材料,基本上都是负载型纳米贵金属催化材料,尤其是Pd基催化剂。贵金属价格昂贵,在地球上的储量有限,十分不利于催化还原技术进一步推广与应用,因此,有必要发展更多具有优异催化还原能力的非贵金属催化材料来面对日益严重的致癌溴酸根离子污染问题。MXene是一类新型二维过渡金属碳化物或氮化物,其结构与石墨烯类似,通过使用含氟溶液选择性刻蚀掉母相MAX中的A原子层而制得的MX片层,M原子层为六方密堆积,X原子填充在八面体的空位上;由于刻蚀过程中在其表面引入了-F、-OH、-O等终端,因此,MXene通常表示为Mn+1XnTx。MXene具有独特的二维结构,富含亲水性表面终端,具有高的导电性和导热性,强的机械性能等优点,特别是其具有独特的表面性质和类似于贵金属的电子结构,有望取代贵金属材料而应用于催化材料 ...
【技术保护点】
1.一种钛基MXene相多相催化材料,其特征在于:该多相催化材料为具有二维层状结构的碳化钛。
【技术特征摘要】
1.一种钛基MXene相多相催化材料,其特征在于:该多相催化材料为具有二维层状结构的碳化钛。2.根据权利要求1所述的钛基MXene相多相催化材料,其特征在于:该多相催化材料中,钛元素与碳元素的摩尔比为(1-2):1;该材料的片层厚度为5-100nm。3.根据权利要求1所述的钛基MXene相多相催化材料的制备方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:(1)刻蚀反应:按(0.05-0.1)g:1mL的固液比将钛基MAX相的陶瓷粉末分散至刻蚀液中,在60-100℃条件下刻蚀12-24h,获得悬浮液;(2)样品干燥处理:将步骤(1)获得的悬浮液清洗后,在40-60℃条件下真空干燥10-24h,获得钛基MXene相多相催化材料。4.根据权利要求3所述的MXene相催化材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所...
【专利技术属性】
技术研发人员:李琦,杨炜沂,陈雅静,
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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