[发明专利]负载钯改性碳氮化合物的泡沫金属可见光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种负载钯改性碳氮化合物的泡沫金属可见光催化剂及其制备方法和应用，包括泡沫金属和镶嵌泡沫金属的内部以及负载在泡沫金属的表面的钯改性碳氮化合物，其中钯改性碳氮化合物是以C₃N₅为载体，其上负载有钯单质。其制备方法包括将钯改性碳氮化合物与粘结剂混合，滴涂到泡沫金属上进行烧结。本发明催化剂具有便于回收、不含有毒有害元素、对可见光吸收性能好、光催化性能优异、二次污染风险小等优点，是一种性能优异的新型负载型可见光催化剂，可广泛用于深度处理有机污染物废水，使用价值高，应用前景好，其制备方法具有工艺简单、技术成熟、操作方便、使用药剂少、成本低、安全环保等优点，适合于大规模制备，利于工业化应用。

技术领域

本发明涉及一种负载型可见光催化剂，具体涉及一种负载钯改性碳氮化合物的泡沫金属可见光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的高速发展，人类社会对水的需求与日俱增，但淡水资源十分有限，这就要求我们尽可能的进行废水的深度处理再利用。而常规的生物处理技术对于废水中的微量污染物处理效率低，常规的物理化学处理又存在处理成本高的缺点。光催化技术作为一种“绿色”的化学处理技术，其处理效率高、无二次污染、节约能源，对微量污染物的处理有着独特的优势。光催化剂是光催化技术的核心。但目前光催化技术主要还处于实验室探究阶段，主要由以下几个因素所限制：1)目前所研发的光催化剂主要是粉末状态，在实际使用过程中难以回收利用；2)目前研发的催化剂对于可见光的利用率低，在实际使用过程往往需要外加紫外光源，这必然会增加使用成本；3)目前研发的可见光催化剂载流子复合效率高，催化活性效率有限。此外，目前存在的负载型光催化剂仍然存在对可见光吸收能力差、光催化活性差，不环保，制备过程繁琐，催化剂载体不能回收利用可能对环境造成二次污染等缺陷。因此，获得一种负载型、便于回收、不含有毒有害元素、对可见光吸收性能好、光催化性能优异的负载钯改性碳氮化合物的泡沫金属可见光催化剂以及与之配套的工艺成熟简单、操作方便、安全环保的制备方法，对于提高负载型复合光催化剂的应用范围以及实现对废水中微量有机物的去除具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种便于回收、不含有毒有害元素、对可见光吸收性能好、光催化性能优异的负载钯改性碳氮化合物的泡沫金属可见光催化剂及其制备方法和该负载钯改性碳氮化合物的泡沫金属可见光催化剂在处理有机污染物(如抗生素、氯酚、染料)废水中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种负载钯改性碳氮化合物的泡沫金属可见光催化剂，包括钯改性碳氮化合物和泡沫金属，所述钯改性碳氮化合物镶嵌泡沫金属的内部以及负载在泡沫金属的表面；所述钯改性碳氮化合物是以碳氮化合物为载体，所述碳氮化合物上负载有钯单质，所述碳氮化合物为C₃N₅。

上述的负载钯改性碳氮化合物的泡沫金属可见光催化剂，进一步改进的，所述钯改性碳氮化合物和泡沫金属的质量比为0.1～0.5∶5；所述泡沫金属为泡沫镍、泡沫钴、泡沫钛中的至少一种；所述钯改性碳氮化合物中钯单质和碳氮化合物的质量比为0.001～0.01∶1。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的负载钯改性碳氮化合物的泡沫金属可见光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将钯改性碳氮化合物与粘结剂混合，得到钯改性碳氮化合物混合液；

S2、将钯改性碳氮化合物混合液滴涂到泡沫金属上进行烧结，得到负载钯改性碳氮化合物的泡沫金属可见光催化剂。