[發明專利]負載銀納米顆粒和石墨相氮化碳納米片的鉭酸鈉復合光催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710894327.1
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN109569681A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 湯琳;馮程洋;曾光明;鄧垚成;王佳佳;王敬敬
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

1.一種負載銀納米顆粒和石墨相氮化碳納米片的鉭酸鈉復合光催化劑，其特征在于，以鉭酸鈉為載體，所述鉭酸鈉上負載有石墨相氮化碳納米片，所述鉭酸鈉和所述石墨相氮化碳納米片表面沉積有銀納米顆粒。

2.根據權利要求1中所述的負載銀納米顆粒和石墨相氮化碳納米片的鉭酸鈉復合光催化劑，其特征在于，所述負載銀納米顆粒和石墨相氮化碳納米片的鉭酸鈉復合光催化劑中所述鉭酸鈉與所述石墨相氮化碳納米片的質量比為1∶0.05～0.1；所述負載銀納米顆粒和石墨相氮化碳納米片的鉭酸鈉復合光催化劑中所述銀納米顆粒的質量百分數為0.5%～1%。

3.根據權利要求1或2中所述的負載銀納米顆粒和石墨相氮化碳納米片的鉭酸鈉復合光催化劑，其特征在于，所述鉭酸鈉為單晶正六面納米立方體。

4.一種如權利要求1～3中任一項所述的負載銀納米顆粒和石墨相氮化碳納米片的鉭酸鈉復合光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將鉭酸鈉與石墨相氮化碳納米片分散于溶劑中，超聲分散，得到鉭酸鈉與石墨相氮化碳納米片的懸浮液；

S2、去除所述鉭酸鈉與石墨相氮化碳納米片的懸浮液中的溶劑，將所得固體進行加熱，得到石墨相氮化碳納米片/鉭酸鈉復合物；

S3、將所述石墨相氮化碳納米片/鉭酸鈉復合物分散于甲醇溶液中，加入Ag⁺溶液進行光還原反應，得到負載銀納米顆粒和石墨相氮化碳納米片的鉭酸鈉復合光催化劑。

5.根據權利要求4中所述的制備方法，其特征在于，所述鉭酸鈉是由Ta₂O₅的乙二醇混合液與氫氧化鈉溶液混合后經水熱反應制得；所述Ta₂O₅的乙二醇混合液中的Ta₂O₅與所述氫氧化鈉溶液的氫氧化鈉的質量比為0.4～0.5∶0.8～1.6；所述水熱反應的溫度為140℃～150℃；所述水熱反應的時間為12 h～15 h。

6.根據權利要求5中所述的制備方法，其特征在于，所述石墨相氮化碳納米片是由石墨相氮化碳粉末在520℃～550℃下熱處理1 h～2 h制得；所述石墨相氮化碳粉末是由三聚氰胺在500℃～520℃下熱處理2 h～4 h制得。

7.根據權利要求4～6中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述溶劑為甲醇；所述超聲分散的時間為30 min～60 min；

和/或，步驟S2中，所述加熱在氮氣氣氛下進行；所述加熱的溫度為500℃～550℃；所述加熱的時間為3 h～5 h；

和/或，步驟S3中，所述甲醇溶液中甲醇與水的體積比為1∶1～5；所述Ag⁺溶液中Ag⁺的濃度為1 g/L～3 g/L；所述Ag⁺溶液為AgNO₃溶液；所述光還原反應在攪拌條件下進行；所述光還原反應的時間為30min～60min。

8.一種如權利要求1～3中任一項所述的負載銀納米顆粒和石墨相氮化碳納米片的鉭酸鈉復合光催化劑在處理抗生素廢水或染料廢水中的應用。

9.根據權利要求8中所述的應用，其特征在于，包括以下步驟：將負載銀納米顆粒和石墨相氮化碳納米片的鉭酸鈉復合光催化劑與抗生素廢水或染料廢水在避光環境下混合，所得混合液在可見光下進行光催化反應，完成對抗生素廢水或染料廢水的處理；所述負載銀納米顆粒和石墨相氮化碳納米片的鉭酸鈉復合光催化劑的添加量為每升所述抗生素廢水或染料廢水中添加負載銀納米顆粒和石墨相氮化碳納米片的鉭酸鈉復合光催化劑0.5 g～1.0 g。

10.根據權利要求9中所述的應用，其特征在于，所述抗生素廢水中的抗生素為鹽酸四環素；所述抗生素廢水中抗生素的濃度為20 mg/L～50 mg/L；所述染料廢水中染料為羅丹明B；所述染料廢水中染料的濃度為20 mg/L～50 mg/L；

和/或，所述光催化反應在波長＞420nm的可見光下進行；

和/或，所述光催化反應的時間為30 min～60 min。