[发明专利]一种漂浮型光催化材料、制备方法及其降解抗生素废水的处理装置

权利要求书

1.一种漂浮型光催化材料，其特征在于，所述的漂浮型光催化材料是由可见光催化材料ErCN/BCNQDs以聚氨酯泡沫塑料PUF为漂浮载体制得的，所述的可见光催化材料ErCN/BCNQDs是将氮化碳硼量子点BCNQDs牢固地复合在ErCN表面形成的，所述的ErCN是指铒Er掺杂的石墨碳化氮CN；各组分按质量百分比的组成为：石墨碳化氮CN为95～98％，铒Er为0.05～0.1％，余量为氮化碳硼量子点BCNQDs。

2.权利要求1所述的一种漂浮型光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)取Er(NO₃)₃·5H₂O和三聚氰胺分散在硝酸溶液中，在恒温水浴中60～80℃搅拌1～3h；将混合物在60～80℃烘箱中干燥10～14h，研磨成粉末；所得粉末置于带盖石墨坩埚中，在500～550℃的马弗炉中煅烧2～4h，得到ErCN；

(2)取B₂O₃和三聚氰胺分散于超纯水中，在恒温水浴中70～90℃搅拌8～10h制备BCN前驱体；将BCN前驱体在70～90℃烘箱中干燥10～14h，研磨成粉末；所得粉末置于带盖石墨坩埚中，在900～1100℃的马弗炉中煅烧2～4h，得到BCN；取BCN分散在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，超声处理1～3h分散均匀得到BCN溶液；然后将BCN溶液转移到聚四氟乙烯内衬的反应釜中，进行溶剂热反应，溶剂热反应温度为160～180℃，溶剂热反应时间为10～14h，随后自然冷却到室温，最终产物透析10～14h得到纯化的BCNQDs溶液；

(3)取ErCN分散于无水乙醇中，超声搅拌0.5～1h，加入上述BCNQDs溶液，继续超声搅拌1～2h，随后，将所得混合物在60～80℃水浴中搅拌7～9h，将混合物在60～80℃烘箱中干燥20～24h，研磨成粉末；即得到形貌均一、具有可见光光催化性能的ErCN/BCNQDs；

(4)取可见光催化材料ErCN/BCNQDs溶于无水乙醇中，并加入硝酸溶液，在60～80℃超声分散1～2h，将PUF加入到分散后的溶液中，继续超声搅拌1～2h，取出PUF，在60～80℃干燥24～26h，得到漂浮型光催化材料。

3.根据权利要求2所述的一种漂浮型光催化材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，Er(NO₃)₃·5H₂O和三聚氰胺在硝酸中的质量浓度分别为1.4～2.8g/L、800～1000g/L；硝酸溶液的质量浓度为933～950g/L。

4.根据权利要求2所述的一种漂浮型光催化材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，所述的B₂O₃和三聚氰胺在超纯水中的质量浓度分别为34.81～69.62g/L、37.84～75.69g/L；N,N-二甲基甲酰胺溶液的质量浓度为945～950g/L；BCN在N,N-二甲基甲酰胺溶液的质量浓度为0.1～0.2g/L。

5.根据权利要求2所述的一种漂浮型光催化材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，所述的ErCN在无水乙醇溶液中的质量浓度为3～5g/L；BCNQDs溶液在无水乙醇中的体积比为1:3～60。

6.根据权利要求2所述的一种漂浮型光催化材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)中，所述的可见光催化材料ErCN/BCNQDs在无水乙醇溶液中的质量浓度为6.67～26.67g/L，硝酸溶液与无水乙醇中的体积比为1:10～15，硝酸溶液的质量浓度为1300～1400g/L；PUF与水的相对密度为0.8，直径2cm的球体，质量为0.1g。