[发明专利]一种高比表面积多孔氮化碳的制备方法及利用其荧光检测TNP的方法

权利要求书

1.一种高比表面积多孔氮化碳的制备方法，其特征在于它按以下步骤完成：

一、配置三聚氰胺溶液：将三聚氰胺加入去离子水中，加热搅拌至完全溶解，得到三聚氰胺溶液，所述三聚氰胺溶液中三聚氰胺的浓度为15g/L～22g/L；

二、配置三聚氰酸溶液：将三聚氰酸加入去离子水中，加热搅拌至完全溶解，得到三聚氰酸溶液，所述三聚氰酸溶液中三聚氰胺的浓度为6g/L～10g/L；

三、混合加热反应：在加热搅拌条件下将三聚氰酸溶液加入三聚氰胺溶液中，并继续在加热搅拌条件下反应2h～4h，自然冷却至室温，离心分离得到白色颗粒产物，对白色颗粒产物先用去离子水洗涤2～4次，再用无水乙醇洗涤2～4次，烘干并研磨成粉末，得到白色粉末；

四、煅烧：①、将白色粉末置于加盖瓷舟内，并压实，合上盖再利用铝箔密封包裹，放于管式炉内煅烧，在氮气保护下以1℃/min升温速度升温至450℃～550℃，并在温度为450℃～550℃下恒温煅烧2h～6h，取出自然冷却至室温；②、去除铝箔，打开盖，将加盖瓷舟内得到淡黄色一次煅烧产物翻松，再利用带孔洞的铝箔包裹，再次放于管式炉中，空气条件下以5℃/min升温速度升温至450℃～500℃，并在温度为450℃～500℃下恒温煅烧1h～4h，取出自然冷却至室温，得到二次煅烧产物；

五、回流反应：将二次煅烧产物置于浓度为5mol/L的硝酸溶液中，在温度为160～240℃下加热回流搅拌至硝酸沸腾开始计时，反应2h～8h后停止加热，自然冷却至室温，离心分离得到固体产物，对固体产物先用去离子水洗涤2～4次，再用无水乙醇洗涤2～4次，烘干后得到高比表面积多孔氮化碳；所述二次煅烧产物的质量与浓度为5mol/L的硝酸溶液的体积比为0.5g:50mL；所述高比表面积多孔氮化碳的比表面积为150cm²/g～208cm²/g。

2.根据权利要求1所述的一种高比表面积多孔氮化碳的制备方法，其特征在于步骤三中在转速为4000r/min下离心分离，得到白色颗粒产物，对白色颗粒产物先用去离子水洗涤3次，再用无水乙醇洗涤3次，在温度为80℃下烘干并研磨成粉末，得到白色粉末。

3.根据权利要求1所述的一种高比表面积多孔氮化碳的制备方法，其特征在于步骤四①中在流量为150mL/min的氮气保护下以1℃/min升温速度升温至520℃。

4.根据权利要求1所述的一种高比表面积多孔氮化碳的制备方法，其特征在于步骤五中在转速为4000r/min下离心分离，得到固体产物，对固体产物先用去离子水洗涤3次，再用无水乙醇洗涤3次，在温度为80℃下烘干，得到高比表面积多孔氮化碳。

5.利用高比表面积多孔氮化碳荧光检测TNP的方法，其特征在于它按以下步骤完成：

一、制备氮化碳检测液：将高比表面积多孔氮化碳加入去离子水中，超声分散24h，再用0.22μm的滤膜过滤，再将pH调至3，得到氮化碳检测液，所述高比表面积多孔氮化碳的质量与去离子水的体积比为0.04g:1L；所述氮化碳检测液的TNP检出限为0.04nmol/L；

二、配制待荧光检测TNP标准溶液：按TNP标准溶液与氮化碳检测液的体积比为1:9将不同浓度的TNP标准溶液分别加入氮化碳检测液中，室温下摇匀后反应5min，得到待荧光检测TNP标准溶液，待荧光检测TNP标准溶液中TNP的浓度分别为0.0001μmol/L、0.001μmol/L、0.01μmol/L、0.1μmol/L、1μmol/L、4μmol/L、6μmol/L、8μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、30μmol/L和54μmol/L；

三、检测：将氮化碳检测液和待荧光检测TNP标准溶液分别置于比色管中，每种浓度设置三个平行试样，采用荧光光谱进行检测，设置激发波长为350nm，发射波长为450nm，得到氮化碳检测液的荧光发射光谱，荧光强度记为F₀，得到待荧光检测TNP标准溶液的荧光发射光谱，荧光强度记为F；

四、绘制标准曲线：①、根据Stern-Volmer方程：式中F₀为氮化碳检测液的荧光强度，F为待荧光检测TNP标准溶液的荧光强度，K_SV为淬灭常数，[C_TNP]为TNP的浓度；当TNP的浓度为[4μmol/L，54μmol/L]时，F₀/F-1与TNP浓度成线性关系，以TNP浓度为横坐标，以F₀/F-1为纵坐标，绘制标准曲线Ⅰ；②、当TNP的浓度为[0.0001μmol/L，4μmol/L]时，F₀/F-1与TNP浓度成双对数拟合关系，对Stern-Volmer方程进行双对数的拟合改进，此时lg[F₀/F-1]与lgC_TNP成线性关系，以lg[F₀/F-1]为纵坐标，以lgC_TNP为横坐标，绘制标准曲线Ⅱ；

五、TNP检测：按TNP待检测液与氮化碳检测液的体积比为1:9将TNP待检测液加入氮化碳检测液中，室温下摇匀后反应5min，得到待检测试样，将待检测试样置于比色管中，设置三个平行试样，采用荧光光谱进行检测，设置激发波长为350nm，发射波长为450nm，得到待检测试样的荧光强度F_x；估测待检测试样中TNP的浓度，当待检测试样中TNP的浓度为[0.0001μmol/L，4μmol/L]时，依据标准曲线Ⅱ计算待检测试样中TNP的浓度；当TNP的浓度为[4μmol/L，54μmol/L]时，依据标准曲线Ⅰ计算待检测试样中TNP的浓度；当TNP的浓度为[0.04nmol/L，0.0001μmol/L)或＞54μmol/L时，确定待检测试样含TNP。