[發(fā)明專利]一種硼?鎳?二氧化鈦/氮化碳復(fù)合光催化劑、及其用途和制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710055783.7
• 申請(qǐng)日: 2017-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN106861732A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬威;韓永軍;彭勤龍;李松田
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 平頂山學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J27/22
• 分類號(hào): B01J27/22;B01J35/00;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 北京匯智英財(cái)專利代理事務(wù)所(普通合伙)11301
• 代理人: 陳踐實(shí)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光催化劑，具體涉及一種可降解抗生素的復(fù)合光催化劑、及其用途和制備方法。

背景技術(shù)

TiO₂因?yàn)榫哂辛己玫幕瘜W(xué)穩(wěn)定性，抗磨損性，低成本等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛深入的研究。然而，TiO₂具有較高的禁帶寬度(3.0至3.2eV)，故其只能吸收波長(zhǎng)小于387.5nm的太陽(yáng)光，這樣只能利用到達(dá)地球的太陽(yáng)光能量的3％至5％，而占能量43％的可見光得不到利用。此外，TiO₂中光生電子和光生空穴的復(fù)合速率相對(duì)較大，降低了光催化反應(yīng)中的量子效率，致使光催化效率降低。

為了進(jìn)一步改善和提高TiO₂光催化活性，降低其光電子-空穴的復(fù)合速率，通過改性或者摻雜其他元素和復(fù)合不同的半導(dǎo)體來提高其對(duì)可見光的利用率，達(dá)到增強(qiáng)TiO₂的光催化活性。

雖然現(xiàn)有文獻(xiàn)中已經(jīng)公開了一些對(duì)TiO₂的改進(jìn)研究，以克服這種材料存在的不足，但是這種改進(jìn)后的材料在穩(wěn)定性、抗生素降解方面的性質(zhì)仍有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種在可見光區(qū)域內(nèi)具有催化活性，性質(zhì)穩(wěn)定，在抗生素降解方面性質(zhì)優(yōu)良的光催化劑。

為了完成上述目的，本發(fā)明提供了一種復(fù)合光催化劑,所述復(fù)合光催化劑為B-Ni-TiO2/g-C3N4復(fù)合光催化劑。

上述方案的有益效果為：本發(fā)明構(gòu)建一個(gè)復(fù)合可見光光催化體系。通過形成異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)其對(duì)可見光的吸收能力，提高光催化劑在可見光區(qū)域內(nèi)的光催化活性。復(fù)合后的光催化劑可促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移，抑制電子和空穴對(duì)的復(fù)合，提高光催化劑在可見光區(qū)域吸收能力和光催化活性。

一個(gè)優(yōu)選的方案是，復(fù)合光催化劑作為降解氯霉素的用途。

一種B-Ni-TiO₂/g-C₃N₄復(fù)合光催化劑的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：

步驟(1):分別量取一定量的鈦酸四丁酯和無水乙醇混合均勻制成A液；另取一定量的無水乙醇、濃鹽酸溶液、去離子水、硼酸和六水硝酸鎳充分混合均勻，得B液；將A液轉(zhuǎn)移至磁力攪拌器上，35℃至45℃水浴環(huán)境下攪拌，待A液攪拌一定時(shí)間后，將B液緩緩滴入A液中；滴加完畢后，繼續(xù)磁力攪拌，直至溶液成凝膠；將該凝膠置于恒溫干燥箱烘干后得到干凝膠，將該干凝膠研磨成粉末，再將其置于馬弗爐中煅燒，制得B-Ni-TiO₂光催化劑；

步驟(2)：稱取一定量的三聚氰胺放入帶蓋的坩堝中，然后在馬弗爐中加熱，在一定溫度下煅燒，冷卻至室溫，將淡黃色的固體碾磨后即制得g-C₃N₄光催化劑；

步驟(3)：將制備的g-C₃N₄和B-Ni-TiO₂按照不同比例加入到無水乙醇中，用加熱回流的方法進(jìn)行復(fù)合；加熱的溫度一般為80℃至100℃，回流是指無水乙醇在加熱后蒸發(fā)冷凝后回流到反應(yīng)瓶中，反應(yīng)瓶中設(shè)置有磁攪拌結(jié)構(gòu)，例如采用磁力攪拌器；離心后的產(chǎn)物放在干燥箱中干燥即制得B-Ni-TiO₂/g-C₃N₄復(fù)合光催化劑。

上述方案產(chǎn)生的技術(shù)效果為：利用該反應(yīng)步驟，結(jié)合B-Ni-TiO₂和g-C₃N₄的各自優(yōu)勢(shì)，利用溶膠-凝膠法和煅燒法分別制備B-Ni-TiO₂和g-C₃N₄光催化劑，再通過加熱回流法制備B-Ni-TiO₂/g-C₃N₄復(fù)合光催化劑，摻雜后的TiO₂光催化劑的光吸收范圍拓展到可見光區(qū)，復(fù)合后的光催化劑能阻止電子-空穴復(fù)合速率，有利于提高其在可見光下的光催化活性。

一個(gè)優(yōu)選的方案是，步驟(1)中加入的硼酸、六水硝酸鎳和鈦酸四丁酯摩爾比例為1：0.9-1.1：9-11，馬弗爐的溫度條件為500℃至550℃。

一個(gè)優(yōu)選的方案是，步驟(2)中所述煅燒的時(shí)間為3小時(shí)至5小時(shí)；煅燒溫度為550℃至600℃。