[发明专利]一种用于有机污水修复的氮化碳复合光催化材料及其制备方法在审

专利信息
申请号: 202210273837.8 申请日: 2022-03-19
公开(公告)号: CN114570406A 公开(公告)日: 2022-06-03
发明(设计)人: 胡新将;李国裕;汤春芳;刘艳;姜钱蓉;李馨;周代玺;欧阳元昊;刘其卓;陈章锴;杨铖 申请(专利权)人: 中南林业科技大学
主分类号: B01J27/24 分类号: B01J27/24;B01J27/232;B01J35/10;B01J37/08;B01J37/12;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
代理公司: 长沙智德知识产权代理事务所(普通合伙) 43207 代理人: 陈铭浩
地址: 410004 湖南省长沙市韶山南*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 有机 污水 修复 氮化 复合 光催化 材料 及其 制备 方法
【说明书】:

发明涉及一种用于有机污水修复的氮化碳复合光催化材料及其制备方法,该复合材料是以纳米片状g‑C3N5为基体,通过原位沉积法在其表面紧密附着Ag2CO3纳米颗粒,该材料具体制备步骤是首先通过二次煅烧的方法制备纳米片状g‑C3N5,再通过滴定的方式将Ag2CO3纳米颗粒复合到g‑C3N5表面制备氮化碳复合光催化材料。本发明制备的氮化碳复合光催化材料具有环保无毒、制备工艺简单、成本较低、比表面积大、污染物去除效率高等优点,能有效去除污水中的亚甲基蓝和四环素。本发明可用于印染、医疗、养殖等行业的污水处理,为有机污水的高效修复提供有效借鉴。

技术领域

本发明属于环境功能材料和水处理新技术领域,具体涉及一种用于有机污水修复的氮化碳复合光催化材料及其制备方法。

背景技术

水污染是全球面临的一个严重环境问题,其中含染料污水对环境和人类健康影响巨大。据报道,每年大约有70万吨不同种类的合成染料未经任何预处理就从各个行业中被排放到水环境中,而亚甲基蓝是最常见的工业偶氮染料之一,这些染料污水及其中间产物具有复杂稳定的芳香结构,因此难以被降解且具有致癌作用,会导致人体的各种功能障碍。此外,染料还会阻碍太阳光的照射从而影响水生植物的光合作用过程。而抗生素在帮助人类与动物对抗疾病方面有巨大作用,因此它被广泛应用于人类和兽医用药以及农业领域等,全世界每年都在消耗数万种类的抗生素,如四环素、环丙沙星等。然而,由于抗生素本身的特性,其在人体以及动物体内只能被部分代谢降解,剩下未被代谢的大量抗生素残留物被排放到水生环境中。由于大部分抗生素都具有较高的化学稳定性以及较强的杀菌能力,传统的污水处理法并不能有效的将其从污水中去除,其还会在环境中累积并诱变产生耐药性的细菌以及病原体,从而对人体和生态系统构成严重威胁。

目前常用的污水处理方法有物理絮凝沉淀、吸附、离子交换和生物处理法等,这些传统的处理技术去除污染物的能力较弱、处理周期长且不能使污染物彻底无害化。近年来光催化技术在环境水体治理与修复方面发展迅速,其在处理污染物的过程中是通过光催化剂吸收太阳光产生电子、空穴,并经过一系列氧化还原反应产生活性氧物种与有机污染物接触反应,使污染物矿化为CO2和H2O。与传统的处理技术相比,光催化具有操作简单、反应迅速彻底、无二次污染等优点。

氮化碳(CN)材料是一种低成本、不含金属且具有可见光活性的光催化剂,而g-C3N5(2.2eV)作为新型的氮化碳材料,不同于之前被广泛报道的g-C3N4(2.7eV),其具有更低的带隙和独特的电子能带结构,因而表现出更优异的光催化活性。此外,有研究表明,将不同的半导体材料进行复合,可以使得不同材料之间形成优势互补,提高电子-空穴的分离率,从而使得材料的光催化性能得到极大的提高。

本发明首次用热氧化剥离的方法制备了具有优异吸附与光催化性能的纳米片状g-C3N5,之后与窄禁带半导体Ag2CO3复合,制作了一种用于有机污水修复的氮化碳复合光催化剂。该催化剂可有效去除染料废水中的亚甲基蓝和抗生素污水中的四环素,可为有机污水的修复提供有效借鉴。

发明内容

本发明要解决的技术问题是:提供一种用于有机污水修复的氮化碳复合光催化材料及其制备方法。

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