[發(fā)明專利]一種CdS/Ag/g-C3N4異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710168382.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN106881139B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉馨琳;秦瑩瑩;呂鵬;王爽;馮永強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/24
• 分類號(hào): B01J27/24;C02F1/30;C02F101/38
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種CdS/Ag/g?C₃N₄異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑及制備方法，步驟如下：步驟1、制備g?C₃N₄納米片；步驟2、制備Ag/g?C₃N₄；步驟3、制備CdS/Ag/g?C₃N₄復(fù)合光催化劑。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了以CdS/Ag/g?C₃N₄為催化劑降解抗生素廢水的目的。半導(dǎo)體材料作為光催化劑，可見光作為激發(fā)，通過與污染物分子的界面相互作用實(shí)現(xiàn)特殊的催化或轉(zhuǎn)化效應(yīng)，使周圍的氧氣及水分子激發(fā)成極具氧化力的自由負(fù)離子，從而達(dá)到降解環(huán)境中有害有機(jī)物質(zhì)的目的，該方法不會(huì)造成資源浪費(fèi)與附加污染的形成，且操作簡便，是一種綠色環(huán)保的高效處理技術(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及光分解沉積法與水熱法合成CdS/Ag/g-C₃N₄復(fù)合光催化劑的制備方法及其用途。

背景技術(shù)

抗生素(Antibiotics)類藥物主要是指由細(xì)菌、霉菌或其他微生物等產(chǎn)生的一些次級(jí)代謝產(chǎn)物或者是一些人工合成的類似物。主要用于治療各種細(xì)菌感染或致病微生物感染類疾病，對(duì)人類的身體健康和生命安全起到了極其重要的作用，是人類在醫(yī)藥科學(xué)領(lǐng)域上取得的偉大成就之一。近年來，抗生素物質(zhì)在水環(huán)境中的殘留情況日趨嚴(yán)重。其中，以四環(huán)素為代表的抗生素類廢水污染尤為顯著，對(duì)水生生態(tài)和人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，消除環(huán)境中抗生素殘留帶來的環(huán)境污染和食物鏈產(chǎn)品安全等問題已是科研工作者迫切需要解決的重大問題。

光催化技術(shù)作為一種高級(jí)的氧化技術(shù)，具有過程環(huán)保，操作簡單，催化效率高等特點(diǎn)。眾所周知，兩種半導(dǎo)體的耦合可以提高載流子分離效率。因?yàn)楫愘|(zhì)結(jié)可以利用兩種半導(dǎo)體的能級(jí)差有效促進(jìn)電子和空穴的分離、轉(zhuǎn)移和傳遞的目的，從而可以抑制光生電子和空穴的復(fù)合。近年來，Z型異質(zhì)結(jié)被研究者們廣泛關(guān)注并進(jìn)行深入研究，現(xiàn)有報(bào)道(He J,ShaoD W,Zheng L C et al.Construction of Z-scheme Cu₂O/Cu/AgBr/Ag photocatalystwith enhanced photocatalytic activity and stability under visiblelight.Appl.Catal.B-Environ.2016,203:917-926.)，通過氧化還原過程的同時(shí)借助分解沉積法合成Cu₂O/Cu/AgBr/Ag Z型異質(zhì)，有效的控制電子-空穴對(duì)的復(fù)合，提高光催化活性；(Song S Q,Meng A Y,Jiang S J et al.Construction of Z-scheme Ag₂CO₃/N-dopedgraphene photocatalysts with enhanced visible-light photocatalytic activityby tuning the nitrogen species.2016,396:1368-1374.)，將Ag₂CO₃與氮摻雜石墨烯形成Z型異質(zhì)結(jié)可有效保留氧化還原能力強(qiáng)的電子和空穴參加降解污染物的過程，提高催化效率。

聚合石墨碳化氮(g-C₃N₄)具有類似石墨烯層狀結(jié)構(gòu)，是一種新穎的可見光響應(yīng)型光催化材料。g-C₃N₄的合成方法簡單、制備成本低，三聚氰胺、二氰二胺、尿素等原料僅通過簡單的煅燒就可以得到催化性能較好的g-C₃N₄。g-C₃N₄能隙位置獨(dú)特，能夠在可見光下完成對(duì)半導(dǎo)體要求較高的光催化反應(yīng)，但由于g-C₃N₄激子結(jié)合能高、結(jié)晶度低使得光生電子-空穴難以分離，光生載流子遷移率小，導(dǎo)致光催化過程量子效率偏低。所以，通過選取另外一種半導(dǎo)體構(gòu)建Z型異質(zhì)結(jié)有效抑制載流子復(fù)合，提高光催化活性。