[发明专利]一种功能化凹凸棒石负载NiO-g-C3

说明书

本发明涉及污水处理技术领域，且公开了一种功能化凹凸棒石负载NiO‑g‑C₃N₄的光催化‑吸附剂，在凹凸棒石表面引入丰富的巯基官能团，巯基‑SH容易发生电离，失去质子氢，形成‑S^‑阴离子，与阳离子染料甲基橙具有良好的静电作用，g‑C₃N₄纳米片表面生成中空多孔形貌的NiO，两者之间形成异质结结构，通过异质结载流子传输机制，促进了光生电子和空穴的分离，减少了重组的现象，对甲基橙具有良好的光催化降解活性，通过水热法进行复合，得到光催化‑吸附复合材料，先通过凹凸棒石修饰的巯基将甲基橙进行静电吸引，吸附到复合材料表面，进一步再被凹凸棒石表面负载的NiO‑g‑C₃N₄异质结光催化剂降解。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种功能化凹凸棒石负载NiO-g-C₃N₄的光催化-吸附剂和制法。

背景技术

近年来造纸业、染料业、纺织业等行业快速发展，同时也产生了大量的染料废水，这些染料废水具有成分复杂、难以降解、毒性危害大等特点，如果不有效处理就排放进江河湖海中，会造成巨大的环境污染，传统的染料废水主要含甲基橙、罗丹明B、龙胆紫等，对于这些有机染料污染物的处理方法主要有吸附法、氧化还原法、生物降解法、膜分离法等。

吸附法具有简便高效、成本低廉等优点，吸附剂主要有活性炭、硅藻土等，凹凸棒石具有层链状的规整结构，具有独特的多孔道结构和高表面积，具有良好的吸附性能，在吸附、分离、催化剂载体等方面具有广阔的应用前景；光催化降解法是近年来兴新的污水处理方法，传统的光催化剂主要有TiO₂、BiVO₄、CdS等，其中石墨相氮化碳g-C₃N₄具有比表面积高、可见光活性强、制备方法简单等优点，在光催化降解领域具有重要的应用，但是g-C₃N₄的光生载流子很容易发生重组，严重影响了其光催化降解活性，而构建异质结是解决问题的有效方法，并且可以以高比表面积的凹凸棒石作为光催化剂载体，负载g-C₃N₄光催化剂，可以同时具有吸附和光催化降解的双重作用。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种功能化凹凸棒石负载NiO-g-C₃N₄的光催化-吸附剂和制法，解决了单一的凹凸棒石吸附性能不佳的问题，同时解决了g-C₃N₄的光生载流子容易重组的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种功能化凹凸棒石负载NiO-g-C₃N₄的光催化-吸附剂，所述功能化凹凸棒石负载NiO-g-C₃N₄的光催化-吸附剂的制法为以下步骤：

(1)以3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和硫氰化钾作为原料，得到环硫硅烷偶联剂，分子式为C₉H₂₀O₄SSi。

(2)使用盐酸溶液对凹凸棒石进行预处理，得到活化凹凸棒石，然后置于甲苯溶剂中，加入环硫硅烷偶联剂，超声分散均匀后进行改性处理，离心分离除去溶剂，依次使用蒸馏水和乙醇洗涤产物，得到环硫化凹凸棒石。

(3)向蒸馏水溶剂中加入环硫化凹凸棒石和硫氢化钠，超声分散均匀后进行开环反应，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水洗涤产物，得到巯基功能化凹凸棒石。