[发明专利]g-C

说明书

本发明涉及一种g‑C3N4/Ni‑HRP复合光催化剂及其制备方法和应用，属于纳米材料合成技术领域；本发明首先制备出g‑C₃N₄备用，然后利用简单有效的滴加搅拌方式将金属Ni和辣根过氧化物酶（HRP）负载在石墨相氮化碳（g‑C₃N₄）表面，构成一种g‑C₃N₄/Ni‑HRP复合光催化剂体系，实现在可见光下有效的降解多种酚类污染物；实验结果证明，在短时间内，该体系在可见光下对于多种酚类污染物的光催化降解效率可达100%，并表现出较高的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种g-C₃N₄/Ni-HRP复合光催化剂及其制备方法和应用，属于纳米材料合成技术领域。

背景技术

随着全球环境污染问题的日益严重，如何有效的治理污染成了当前研究的难题。太阳能是一种取之不尽，用之不竭的清洁、廉价能源。利用太阳能光催化降解有机污染物技术，也是非常有希望的环境净化技术之一。但如何设计、制备高性能的光催化材料仍然是光催化技术发展的一道难题。

目前已探索出的能够降解酚类污染物的光催化剂大多为金属-金属氧化物光催化剂、磁性金属氧化物光催化剂、生物酶等材料，但因大多数光催化剂稳定性很难保证，且降解时间较长，所以很多材料不能很好的应用于实际生产。在制备这些光催化剂材料的过程中，大多使用水热法、溶胶-凝胶法等方法，都存在着耗时较长、操作较为复杂等缺点。

g-C₃N₄是一种独特的非金属半导体光催化材料，其不但具有较窄的禁带宽度（~2.7eV）能够响应可见光，还具有耐酸、碱、光腐蚀及环保等优点，是光催化降解有机污染物领域的研究热点之一。但是由于纯的g-C₃N₄具有比表面积较小、光生电子-空穴对复合程度较高等缺点，限制了其在实际生产中的应用。因此，对g-C₃N₄进行改性来提高其光催化性能已成为常见有效的手段，已报道的改性方法包括调控形貌、负载贵金属、构筑复合结构等方法。

辣根过氧化物酶（HRP）是应用于处理含酚废水领域较多的一类生物酶，因其原料易得、廉价、容易制取、稳定性好等优点，成为迄今为止研究最多的过氧化物酶。因此，根据g-C₃N₄具有的优良表面吸附特性，可以在其表面负载金属和一定性质的酶，三者结合能够有效的阻止光生电子-空穴对的复合，增大对光的吸收范围，从而提高光催化活性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，通过一种简单快速的方式使金属Ni和HRP能够有效的负载在超薄g-C₃N₄表面，然后形成的g-C₃N₄/Ni-HRP复合体系，可实现在可见光下有效的降解多种酚类污染物。

本发明是通过如下方案实现的：

本发明首先提供一种g-C₃N₄/Ni-HRP复合光催化剂，所述催化剂为生物酶HRP通过金属Ni的桥梁作用负载到片状的g-C₃N₄表面形成的复合体系；与现有的降解酚类污染物的光催化剂相比，g-C₃N₄/Ni-HRP复合光催化剂具有制备过程简单、制备时间较短、成本低廉、便于批量生产等特点，绿色无害，符合环境友好要求。

本发明还提供一种g-C₃N₄/Ni-HRP复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）制备超薄石墨相氮化碳（g-C₃N₄）光催化剂：