[发明专利]一种LED激发负载型光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种LED激发负载型光催化剂及其制备方法和应用。LED激发负载型光催化剂的制备方法，包括如下步骤：S1.将碳氮化合物粉末分散于过氧化氢和硫酸的混合液中，反应后经固液分离，得到碳氮光催化剂粉末，S2.将碳氮光催化剂粉末分散于含有聚氨酯的N‑甲基吡咯烷酮溶液中，得到光催化剂溶液；S3.将光催化剂溶液滴涂于陶瓷载体表面，经固化、退火处理，得到所述LED激发负载型光催化剂。本发明通过硫酸以及过氧化氢对碳氮化合物进行处理，抑制其载流子复合发光，从而提高了LED激发负载型光催化剂在可见光激发下的光催化性能，可以高效、稳定地降解污染物。

技术领域

本发明涉及光催化剂技术领域，更具体的，涉及一种LED激发负载型光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前，随着日益增长的人类活动，对于环境的污染以及能源的需求也随之增加，而太阳能是一种重要的而且含量丰富的可持续能源。对太阳能的高效利用可以对环境污染，能源危机等问题的解决提供一个有效的途径。近年来，光催化材料由于能在不污染环境的前提下，有效的进行产氢、降解污染物等反应，受到了广泛的关注。

碳氮化合物，例如C₃N₄，由于性能优异，结构稳定，近年来成为一种备受关注的光催化材料，已被研究人员广泛应用于光催化产氢、光催化降解抗生素以及有机污染物等等方面。但碳氮化合物在光激发后，载流子有一定的复合，导致催化性能受到了限制。且由于碳氮化合物的密度比较小，吸附性能比较好，在使用过程中分散在水中后，很难快速进行回收收集，导致更易造成新的污染。

中国专利申请CN 103638961 A公开了一种负载型氮化碳光催化剂的制备方法，包括将载体和碳氮源在水中混合得到光催化剂前驱体，光催化剂前驱体经过重结晶、煅烧，得到负载型氮化碳光催化剂，载体与催化剂核心组件之间具有牢固的结合力，避免了氮化碳光催化剂的分散和污染。但该负载型氮化碳光催化剂的载体与氮化碳之间通过化学作用方式结合，须经重结晶后再高温煅烧，制备工艺繁琐复杂；且并未解决碳氮化合物在光激发后载流子复合的技术问题。

因此，需要开发出一种易回收无二次污染、具有高效光催化性能，且制备工艺简单的LED激发负载型光催化剂。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的难回收收集、光催化性能差的缺陷，提供一种LED激发负载型光催化剂的制备方法，该制备方法简单易操作，制得的LED激发负载型光催化剂具有高效光催化性能，且易回收，不会造成二次污染。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制得的LED激发负载型光催化剂。

本发明的另一目的在于提供上述LED激发负载型光催化剂的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种LED激发负载型光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1.将碳氮化合物粉末分散于过氧化氢和硫酸的混合液中，反应后经固液分离，得到碳氮光催化剂粉末，

其中过氧化氢和硫酸的摩尔比为4～5：1～1.5；

所述碳氮化合物粉末与过氧化氢和硫酸的混合液的重量比为1～1.5：4～5；

S2.将S1的碳氮光催化剂粉末分散于含有聚氨酯的N-甲基吡咯烷酮溶液中，得到光催化剂溶液；

S3.将S2的光催化剂溶液滴涂于陶瓷载体表面，经固化、退火处理，得到所述LED激发负载型光催化剂。

本发明通过硫酸以及过氧化氢对碳氮化合物进行处理，抑制其载流子复合发光，从而提高了该催化剂在可见光激发下的光催化性能。