[發明專利]一種制備能降解多種染料的蜜勒胺的方法

在審

• 申請號: 201510664211.X
• 申請日: 2015-10-15
• 公開（公告）號: CN105289721A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 簡基康;雷仁博;曹丙壘
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;C07D487/16;C02F1/30
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 劉媖

技術領域

本發明涉及一種光催化材料及其制備方法，具體是一種蜜勒胺及其制備方法，屬于光催化材料及其制備和應用技術領域。

背景技術

蜜勒胺是一種有著悠久歷史的有機合成材料，早在1834年就被Liebig所研究，由于蜜勒胺的不溶性，分子結構中總包含的庚嗪環一直未被人們所認知，直到1937年Pauling和Sturdivant通過假設獲得其分子式。2003年Schnick和他的同事詳細報道了蜜勒胺的晶體結構和光譜，并證明蜜勒胺是三聚氰胺熱縮合制備g-C3N4過程中的一種重要的中間產物，其形成的溫度范圍為400℃~450℃，因為氨基群親核性，使得蜜勒胺能與親電性的物質反應生成多種具有新功能的蜜勒胺衍生物。

近年來的科學研究表明，納米材料能夠顯示出一些優異的物理化學性質，在工業技術領域有重要的應用價值。目前，對蜜勒胺納米結構的研究已有一些成果報道，福州大學王新晨課題組采用直接燒結氨腈的方法，在400℃~450℃燒結溫度范圍內得到蜜勒胺產物（參閱Nat.Mater2009;8:76-80）。另外，將三聚氰胺置于干燥的杜蘭玻璃管中，管中充滿氬氣密封在一根傾斜的管式爐中，設置管式爐以1k/min的升溫速率升溫至450℃，保溫時長為5h，然后以2k/min的降溫速率使其冷卻至室溫，亦可以獲得蜜勒胺（參閱ChemEurJ2012;18:3248-57）。

現有蜜勒胺的制備方法，其反應操作過程較繁雜，且周期較長；而使用三聚氰胺燒結一步法制備出蜜勒胺納米線束還未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用直接燒結一步法制備出蜜勒胺的方法，該方法所獲得的蜜勒胺為六方晶系結構，其微觀形態為納米線束，所獲得的蜜勒胺能夠用于催化降解羅丹明B、甲基橙等多種染料；本發明制備方法簡單，易于操作。

本發明的技術方案如下：一種制備能降解多種染料的蜜勒胺的方法，采用如下步驟：稱取三聚氰胺裝入剛玉方舟中，加蓋，并將剛玉方舟置于封閉的管式爐，抽真空、通氬氣回常壓，氬氣流速為40~60sccm，燒結溫度為400~500℃，升溫和降溫速率均為8~15℃/min，保溫時長1.5~10小時，研磨產物并收集，得蜜勒胺。

優選的，所述三聚氰胺為化學純。

優選的，所述氬氣流速為50sccm。

優選的，所述保溫時長為2小時。

優選的，所述升降溫速率為10℃/min。

本發明制備方法得到的蜜勒胺應用于在汞燈光照下催化降解染料。

所述蜜勒胺在汞燈光照下催化降解染料的具體應用方法如下：取20mg蜜勒胺，加入裝有40ml濃度為20ppm染料的試管中，黑暗中攪拌處理20~80min以達吸附/脫附平衡后在室溫下用400~1000w的汞燈進行照射。

所述蜜勒胺可在汞燈光照下催化降解的染料，例如羅丹明B、甲基橙、剛果紅、亞甲基藍、甲基藍、孔雀石綠中的一種。

本發明制備得到的蜜勒胺經X射線衍射圖分析表明其為六方晶系，掃描電子顯微鏡圖微觀上表明其為蜜勒胺納米線束。

與現有技術相比，本發明的有益技術效果在于：

（1）本發明使用化學純的三聚氰胺、采用燒結一步法制備出蜜勒胺，所獲得的蜜勒胺為六方晶系，蜜勒胺微觀結構為納米線束，首次獲得了此種形貌的蜜勒胺；

（2）采用本發明方法制備得到的蜜勒胺能用于催化降解多種染料，如羅丹明B、甲基橙、剛果紅，亞甲基藍、甲基藍、孔雀石綠等；由于本發明蜜勒胺具有所述的特定微觀結構，在汞燈照射下，價帶電子發生帶間躍遷，即從價帶躍遷到導帶，從而產生導帶電子(e-)和價帶空穴(h+)，蜜勒胺導帶中的電子將溶解在水溶液中的氧氣分子氧化，進一步形成超氧負離子（O₂^-），O₂^-與蜜勒胺價帶中產生的空穴(h+)將染料氧化成CO₂和H₂O，從而實現對染料的催化降解；利用該特性，可將本發明的蜜勒胺用于制備脫色劑、去漬劑、洗滌劑、印染廢水處理劑等；

（3）現有技術中，以杜蘭玻璃管通過燒結三聚氰胺制備蜜勒胺的方法，存在周期長、升溫、降溫速率太慢的不足，本發明采用剛玉方舟制備，可縮短制備周期，且制備方法簡單，易于操作、推廣和實現產業化，具有重要的研究價值和廣闊的應用前景。

具體實施方式

圖1為實施例1中所得產物的X射線衍射圖。

圖2為實施例1中所得產物的掃描電子顯微鏡圖片。