一种基底结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基底结构，包括第一结构层；所述第一结构层包括第二结构层；其中，所述第二结构层包括a)第一凸出部，所述第一凸出部沿着第一结构层的表面的一个长度方向延伸；b)具有与第一凸出部基本一致走向的，且临近第一凸出部的第一凹陷部；以及c)分布于第一凸出部的若干孔洞；其中，所述孔洞为非贯穿第一结构层的孔洞。一结构层的孔洞。一结构层的孔洞。

【技术实现步骤摘要】
一种基底结构


[0001]本技术属于材料制备及应用领域，更具体地说，涉及一种基底结构、及其制备方法。

技术介绍

[0002]基于当前水污染现状，尤其是含有机物化工废水处理困难的背景，废水处理已成为实现废水近零排放与资源化利用目标重要前提。非均相催化氧化技术(HCO)可在固相催化剂表面生成具有高氧化性的活性自由基(
·
OH、
·
O2‑
、
·
O等)来实现难降解有机物的去除。活性自由基的发生场所主要为催化剂表面的氧空穴、Lewis酸与官能团等点位，然而现有的催化剂机构为直径厘米级别的颗粒状或者直径微米级别的细小粉末颗粒状，这导致其内部结构无法直接参与催化，大量的内部结构不仅降低了活性位点的体密度，同时导致材料浪费与成本升高。因此研究者认为，改善催化剂的内部结构及其重要，而最根本的就是改善用于制备催化剂的基底的结构。
[0003]三维催化剂的“二维化”为解决上述难题提出了一条可行途径。比如现有非专利文献1 (Zhao G,CuiX,Liu M,Li P,Zhang Y,Gao T,LiH,Lei f,Liu L,Li D.Environmental Science& Technology.2009,43:1480
‑
1486.)中公开了一系列基于阳极氧化制备的二维多孔结构，进一步在孔内负载Sn、Sb等实现高级氧化应用。
[0004]然而，除电极外，以二维催化剂为主体的非均相催化氧化工艺较为罕见。其中一个重要原因在于，阳极氧化法获得的是一种硬模板，以其为基底制备的催化剂缺乏柔性、催化层致密易碎，且纳米孔皆为死孔，有机物仅能沿通道端口向内径向扩散，传质效率仍然受限，因而需进行基体的改良。现有非专利文献2(Zhang S,Quan X,Wang D.Environmental Science& Technology.2018,52:8701
‑
8711)中公开了一种改良方式，即将基底和阳极氧化产生的阻挡层剥离，使催化层中的纳米孔两端打开形成通孔，从而可作为无数个过滤型“微柱反应器”，使羟基自由基转化率达到10
‑6量级。但现有研究仍长期无法解决上述催化剂的硬质、易碎等缺陷，难以实现实际的工程化应用。

技术实现思路

[0005]1.专利技术目的
[0006]现有的阳极氧化后的硬模板基底的结构缺乏柔性，使用过程中致密易碎，且使用过程中传质能力有限，因此，希望尽可能的提升催化剂的界面传质速率、降低催化剂的易碎性，例如非专利文献2中以阳极氧化硬模板为基体制备的催化剂，其传质速率的能力提升有限，且催化剂仍然存在易碎问题；
[0007]本技术的目的在于提供一种具有一定柔性的基底结构，能够降低使用过程中的致密易碎问题。
[0008]2.技术方案
[0009]为了解决上述问题，本技术所采用的技术方案如下：
[0010]|1|一种基底结构，
[0011]包括第一结构层；
[0012]至少位于第一结构层一个表面的第二结构层；其中，所述第二结构层包括
[0013]a)第一凸出部，所述第一凸出部沿着第二结构层的一个长度方向延伸；
[0014]b)具有与第一凸出部基本一致走向的，且临近第一凸出部的第一凹陷部；以及，
[0015]c)分布于第一凸出部的若干孔洞；
[0016]其中，所述孔洞为非贯穿第一结构层的孔洞。
[0017]在此处需要说明的是，所述一个长度方向，可以是第一结构层的长度方向、宽度方向、斜向或者是其他具有一定长度的方向均可，只需要第一结构层表面所具有的若干的第一凸出部之间具有基本一致的走向即可。
[0018]所述的微观结构具体指，利用放大设备，比如扫描电镜，在放大的状态下对材料结构进行观察时，所能够看到的结构，放大的倍数可以根据实际情况进行调节。本文中所述的微观结构，利用扫描电镜对材料放大至100～1000000倍可以观察的到；
[0019]从整体来看此处所述的本专利技术中的第一凹陷部即为基底材料的第一结构通道(以下也会简称为通道或孔道结构)，是基底材料具有柔性的主要原因，第一凹陷部及其结构的存在使基底材料具有更高的孔隙率和更小的横截面，进而更容易弯曲。
[0020]本技术中的第一凹陷部及其结构是基底结构具有柔性的主要原因，具有更高的孔隙率和更小的横截面的结构一般更容易弯曲；而第一凹陷部是提升基底结构传质速率的基础。不受理论限制，同时具有第一凹陷部和孔洞结构，一般具有更大的传质速率，例如，对于两个区别仅在：在具有孔洞的同时是否具有第一凹陷部，具有第一凹陷部的比不具有第一凹陷部的传质速率及材料内部利用率更高。应用过程中前一个的传质速率及材料内部利用率更高，且具有柔性，后一个应用过程中水和污染物只能通过各个孔洞端口扩散，效率低，且大量的内部结构对反应无贡献。
[0021]在该实施方案的一方面，所述基底结构满足以下条件中的一个或多个：
[0022]i)所述第二结构层的两相邻通道之间可以通过孔洞发生连通；
[0023]ii)所述第一凹陷部的通道壁(包括通道侧壁及通道底部)分布有若干孔洞；
[0024]iii)其中至少0.05％的所述孔洞为不规则孔洞。
[0025]针对i)、ii)在此需要说明的是，连通度越高、孔隙率越高，基底结构传质速率及材料内部利用率更高。针对iii)需要说明的是，所述孔洞的“不规则”可以是由材料制备方法直接导致，也可以是由几个相对规则的孔洞连通后形成。
[0026]|2|进一步地，部分所述分布于第一凸出部的孔洞，与其临近的第一凹陷部之间发生连通，形成第二结构通道。
[0027]另外，本技术中的第一凹陷部及其结构是基底材料具有柔性的基础原因；而第一凹陷部(以下也会简称为通道或孔道结构)与第一凸出部上所具有的若干孔洞之间连通形成第二结构通道，是提升基底材料传质速率的关键。不受理论限制，具有高连通度的通道和/或孔洞结构，一般具有更大的传质速率，例如，对于两个区别仅在：位于第一凸出部上的孔洞是否与第一凹陷部具有连通的特性，具有连通特性的比不具有连通特性的传质速率及材料内部利用率更高。进一步不受理论限制，具有通道结构，一般具有更大的传质速率，例如，对于两个区别仅在：前一个同时具有通道及与通道连通的孔洞，后一个只具有彼此之
间相互独立的孔洞，且不具有通道；应用过程中前一个的传质速率及材料内部利用率更高，且具有柔性，后一个应用过程中水和污染物只能通过各个孔洞端口扩散，效率低，且大量的内部结构对反应无贡献。
[0028]在一些实施例中，其中至少5％的、或者至少10％的、或者至少20％的、或者至少30％的、或者至少50％的、或者至少70％的、或者至少90％的、或者接近100％的分布于第一凸出部的孔洞，会与其临近的第一凹陷部之间发生连通；在一些实施例中，其中0.05
‑
80％的、或者1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基底结构，其特征在于：包括第一结构层；至少位于第一结构层一个表面的第二结构层；其中，所述第二结构层包括a)第一凸出部，所述第一凸出部沿着第二结构层的一个长度方向延伸；b)具有与第一凸出部基本一致走向的，且临近第一凸出部的第一凹陷部；以及，c)分布于第一凸出部的若干孔洞；其中，所述孔洞为非贯穿第一结构层的孔洞。2.根据权利要求1所述的基底结构，其特征在于：部分分布于第一凸出部的所述孔洞，与其临近的第一凹陷部之间发生连通，形成第二结构通道。3.根据权利要求1所述的基底结构，其特征在于：所述第一结构层为过渡金属层；所述第二结构层为过渡金属氧化物层。4.根据权利要求1所述的基底结构，其特征在于：所述第一结构层为过渡金属合金层；所述第二结构层为过渡金属合金的氧化物层。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的基底结构，其特征在于：所述第一结构层的表面经过阳极氧化形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏卡佳，韩卫清，王陆，刘润，戴君诚，刘思琪，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：新型
国别省市：