[發明專利]負載型類石墨相氮化碳光催化劑及其對甲醛光催化降解的應用

在審

• 申請號: 201710332038.2
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN108855172A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 胡鈺晴;陳智;楊秀茹;楊倩
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01D53/86;B01D53/72
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本發明公開一種負載型類石墨相氮化碳光催化劑及其對甲醛光催化降解的應用。所述光催化劑通過尿素在馬弗爐中燒結得到尺寸分布均勻的粉體，然后將其固載于玻璃纖維布上，獲得高效的負載型可見光催化劑。本發明公開了負載型類石墨相氮化碳光催化劑的制備方法及應用，其特征在于包括以下步驟：一、類石墨相氮化碳光催化劑粉體的制備；二、類石墨相氮化碳在玻璃纖維布上的負載；三、高濃度甲醛的光催化降解應用。本發明制備方法簡捷，經濟環保，得到的負載型類石墨相氮化碳光催化劑循環使用方便，對甲醛具有良好的可見光催化降解性能和穩定性。

技術領域

本發明涉及一種負載型類石墨相氮化碳光催化劑及其對甲醛光催化降解的應用，屬于環保光催化材料技術領域。

背景技術

隨著社會的發展與科技的進步，人們生活水平也不斷提高，不論是辦公場所還是居室住宅，人們都會進行一定的裝潢，而裝潢產品中往往含有甲醛。甲醛是一種易揮發性有機化合物且無色帶有刺激性氣味，當空氣中甲醛的含量超過一定濃度時，短時間內就會使人們感到頭痛、惡心、嘔吐、四肢乏力。長期吸入人體可傷害人的內臟、血液、大腦和神經系統，甚至會導致人體免疫力下降，從而引起呼吸道感染、白血病等嚴重的疾病。許多專家研究認為，在經歷了煤煙污染和光化學煙霧污染對人們健康的危害之后，目前人類正在經歷著以“室內空氣污染”為主要內容的第三次污染時期。因此，開展甲醛的檢測并消除甲醛等污染物，凈化室內或者車內的空氣，對人的健康極為重要并有重要的社會和經濟意義。目前現行的室內空氣凈化常使用的方法有植物吸收凈化法，通風換氣法，物理吸附法等，但這些方法降解效率不明顯。近年來的研究表明，光催化方法可以有效地降解室內空氣中的甲醛。

光催化氧化技術是指光催化劑納米粒子在一定波長的光線照射下，受激發生成電子-空穴對，空穴分解催化劑表面吸附的水，產生氫氧自由基，電子使周圍的氧還原成活性離子氧，從而具有極強的氧化-還原作用，可以將催化劑表面的各種污染物徹底消除。光催化技術可以有效地降解室內空氣中的甲醛為無害的二氧化碳和水，是近幾年新近發展的一種極具發展潛力的凈化手段。它具有降解能力強、降解徹底、反應條件溫和、能耗低、催化劑材料易得、不產生二次污染等優點，尤其適用于室內空氣甲醛污染治理，用這種方法去除室內空氣中的甲醛，是目前世界上各國研究的熱點。常用的光催化氧化技術主要有以光催化劑材料，如半導體光催化劑TiO₂來進行污染物的降解反應。

類石墨相氮化碳是氮化碳同素異形體中最穩定的一種，具有合適的能帶結構及禁帶寬度，是一種可以有效利用太陽光的非金屬半導體。類石墨相氮化碳作為一種新型非金屬光催化劑，價格便宜。類石墨相氮化碳結構獨特，穩定性能好，廉價并且制備方法簡單，結構和性能易于調控，光催化效果良好且改進方法簡單，使之成為光催化研究領域的熱點。對其的開發和利用必然引起未來環境治理和新能源開發的重大革新。因此，通過經濟、高效的方法對類石墨相氮化碳進行負載，制備光催化性能好、循環穩定性能高并且使用方便的光催化材料具有很重要的意義。

發明內容

本發明提供了一種便捷的負載型類石墨相氮化碳玻璃纖維布的制備方法。將一定量類石墨相氮化碳與玻璃纖維布一同置于200ml蒸餾水中，攪拌24小時，干燥后獲得均勻分布的負載型光催化劑，可有效光催化降解甲醛氣體，該催化劑循環使用方便并且重復穩定性良好。

本發明的技術方案如下：

1類石墨相氮化碳光催化劑的制備

1)稱取5-10g尿素放于帶蓋子的坩堝中；

2)將坩堝放于馬弗爐中，以2℃/min的升溫速率，從室溫升溫至500-550℃并保溫2小時，然后自然冷卻至室溫；

3)反應結束后稱重并研磨所得樣品；

2類石墨相氮化碳在玻璃纖維布上的負載

1)分別稱取0.04g～0.18g類石墨相氮化碳；