[发明专利]一种柔性可回收的C3

说明书

本发明提供了一种柔性可回收的C₃N₄/ZIF‑8复合纳米纤维膜及制备方法。本发明的C₃N₄/ZIF‑8复合柔性膜是由C₃N₄/ZIF‑8复合高分子纤维交织而成，其制备方法包括以下步骤：1)C₃N₄纳米片的制备；2)PAN‑C₃N₄纺丝前驱体溶液的制备；3)静电纺丝法制备PAN‑C₃N₄纤维膜；4)PAN‑C₃N₄/ZIF‑8复合纤维膜制备。本发明的柔性PAN‑C₃N₄/ZIF‑8复合纤维膜外观平整、柔性好、耐高温、耐氧化、对有机污染物有高的光催化降解效率等优点，由于产生了异质结，催化效果相比于单独的C₃N₄和ZIF‑8催化剂对有机物降解效率有了极大的提升。

技术领域

本发明属于静电纺丝在有机污染物降解用复合光催化剂技术领域，具体涉及一种柔性可回收的C₃N₄/ZIF-8复合纳米纤维膜及制备方法。

背景技术

近年来，面对日益严重的环境污染，特别是工业废水中所包含的有机污染物以及重金属离子具有特别强的致癌性和致突变性，水体中有害物质的降解越来越受到重视。半导体光催化技术作为一种环境友好的绿色催化技术，可以将丰富的太阳能直接转化为化学能，是应对环境污染的有效途径。利用太阳能催化污染物降解是处理有毒有机物、解决环境污染的切实可行途径。石墨碳氮化物(g-C₃N₄)是光催化领域具有热稳定性、低成本以及可见光谱响应的高效非金属光催化剂，应用范围十分广泛。C₃N₄作为光催化剂时通常以粉末状直接放入被污染的废液中，但这种方法存在光催化剂比表面积较小、光催化效率低以及催化剂难以回收利用的缺点，容易对环境造成二次污染。

MOFs(Metal organic Framework)是金属有机骨架化合物的简称。通常是由无机金属中心(金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装方式相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。这些金属有机骨架中多数都具有高的孔隙率和良好的化学稳定性由于能控制孔的结构并且比表面积较大，MOFs材料在催化剂、储能、吸附等领域有着更广泛的应用前景。ZIF-8作为MOFs材料中的一种代表，具有MOFs材料的许多特性，如较强的化学稳定性、高电子转移效率以及大的比表面积。其独特的结构特性有利于金属到配体之间的电荷转移，可以改善异质结的数量，增加活性位点的数量，并将活性物质限制在有限的多孔空间中进行反应。

静电纺丝技术是一种简单有效的制备一维纳米纤维的方法，静电纺丝法制备的纤维有着纳米级的直径以及相对于直径超长的纤维长度所以可以将静电纺丝所制备的纤维看作是一维的，可以提供高比表面积。其中,电纺PAN纳米纤维表面光滑、直径均匀并且不溶于水，无序的PAN纤维可以构成网状结构，其具有柔韧性且遇水形貌不发生改变，这给光催化降解后催化剂的分离、回收、再利用提供了极大的方便。

鉴于以上几点，有必要将三者的优点结合起来，来研究一种具有较好光催化性能且易于回收的柔性可见光催化剂。

发明内容