[发明专利]一种坡缕石/石墨相碳氮化合物复合材料的制备及应用

说明书

本发明公开了一种坡缕石/石墨相碳氮化合物复合材料的制备及应用，pal/g‑C₃N₄复合材料的制备方法，是将坡缕石超声分散于蒸馏水中，加入双氰胺搅拌均匀后超声0.5~1小时；加热至45~50℃继续搅拌至完全蒸干，研成粉末，置于马弗炉中，于520~550℃煅烧3.5~4小时；降至室温后研磨成粉末，即得pal/g‑C₃N₄复合材料。本发明采用水浴法将双氰胺与坡缕石复合成功制备了pal/g‑C₃N₄复合材料，使g‑C₃N₄的催化活性与坡缕石的吸附性能结合，二者协同使得复合样品的光吸收强度增强，从而提高了它的光催化效率，从而达到对污染物的高效去除效果。实验表明，该复合材料催化氧化盐酸四环素的速率高，总去除率达到了85％。

技术领域

本发明涉及一种坡缕石复合材料，尤其涉及一种坡缕石/石墨相碳氮化合物（pal/g-C₃N₄）复合材料的制备方法，主要用于光催化降解盐酸四环素的反应中。

背景技术

随着全球科学技术与经济的快速发展，物质需求渐渐得到基本满足的同时，人们便更多的关注到生态环境问题，我国提出可持续发展便是很好的回应了人与自然和谐共处，共同发展的问题，不能再走先发展后治理的老路，经济发展不能以环境污染为代价。众多环境污染中，水污染是联系人们最紧密之一，人的生活与生产活动都不能离开水，所以保护水源环境，解决水体污染，是当今社会所关注的重点话题之一。传统的污水处理方式虽暂时占据主要市场，但其对于新型污染物没有很好地适应能力，处理工艺也渐渐不能满足市场需求。光催化技术的出现开辟了一种绿色有机污染物降解新思路，其处理速度快，无二次污染，成本低等特点尤为突出。

石墨相碳氮化合物（g-C₃N₄）作为一种具有π共轭结构且能够在可见光范围内响应的非金属聚合物材料，可以在可见光照射下分解水产生氢气和降解有机污染物。与其它无机π共轭材料相比（如石墨烯和C₆₀），g-C₃N₄是一种软聚合物，可以容易地包覆在其它材料表面形成核壳结构，如Zhu等人成功合成并报道了g-C₃N₄/BiPO₄和g-C₃N₄/Bi₂WO₆核壳结构，由于形成了异质结，它们的光催化性能得以极大地改善。然而，利用Wang等人报道的方法直接合成的g-C₃N₄是一种由大片层形成的块体材料，比表面积通常小于10 m²g^-1，很难均匀地包覆在光催化剂的表面，不能提供足够的反应活性位点，因此对于有机污染物的降解性能不太理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种坡缕石/石墨相碳氮化合物（pal/g-C₃N₄）复合材料的制备方法；

本发明的另一目的是对制备的坡缕石/石墨相碳氮化合物（pal/g-C₃N₄）复合材料的光催化活性以及光催化降解盐酸四环素的性能进行研究。

一、pal/g-C₃N₄复合材料的制备

本发明pal/g-C₃N₄复合材料的制备，是将坡缕石超声分散于蒸馏水中，加入双氰胺搅拌均匀后超声0.5~1小时；加热至45~50℃继续搅拌至完全蒸干，研成粉末，置于马弗炉中，于520~550℃煅烧3.5~4小时；降至室温后研磨成粉末，即得pal/g-C₃N₄复合材料。