[發明專利]一種碳點修飾型復合材料光催化劑及制備方法和應用

在審

• 申請號: 201711039386.7
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107744816A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 李金擇;霍鵬偉;唐麗麗;吳東遙;關靜茹;劉重陽;王會琴;馬長暢;閆永勝
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;C02F1/30;C02F1/72;C02F103/34
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技術領域

本發明涉及一種利用碳點(CDs)修飾In₂S₃/CNFs復合材料光催化劑及制備方法和應用，屬于環境保護材料制備技術領域。

背景技術

抗生素是一類具有抵抗微生物活性的天然、半合成或人工合成化合物，其作為藥物及個人護理用品(pharmaceuticals and personal care products，PPCPs)中的一類，是具有抗菌活性及干擾其他細胞發育功能的能再低微濃度下有選擇地抑制或影響生物機能的化合物。自青霉素的拮抗作用被發現，并成功從實驗室轉為規?；a后，抗生素拯救了無數生命，并普遍應用于感染性治療。隨著醫療技術與生物科學的飛速進步，抗生素的種類的得到急劇擴增，大致分為喹諾酮類(如環丙沙星、氧氟沙星和左氧氟沙星等)；磺胺類(如甲氧芐啶、復方磺胺甲噁唑等)和青霉素類(如阿莫西林)等。抗生素的大量使用誘導和加速了抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes，ARGs)的產生及耐藥菌株形成的風險，其90％以上不能被動物和人體完全吸收的部分經過羥基化、裂解等代謝反應，最終以原藥形態直接排放于環境中，形成廣泛且難以控制的面源污染.長期的低濃度抗生素的存在會對水體中的微生物群落產生影響，并通過食物鏈的傳遞作用影響高級生物，破壞生態系統平衡，因此抗生素在環境中殘留且遷移具有潛在危害。四環素類和奎諾酮類抗生素作為目前世界上應用最為廣泛的廣譜抗生素，其在水體、土壤等環境介質中的大量殘留對人體健康存在極大的威脅與隱患。因此，消除奎諾酮類抗生素在環境中的殘留問題已成為目前科研工作者迫切需要解決的重大問題。

半導體光催化劑因其具有高效，綠色，環保的水污染控制與消除能力，近年來成為人們研究的熱點?？蒲泄ぷ髡卟粩嘣谔剿餍屡d高效的半導體光催化劑。常用的半導體光催化劑有TiO₂、ZnO、CdS和In₂S₃等金屬氧/硫化物。而通過非金屬材料對半導體光催化劑進行改性修飾一直是復合光催化劑研究的熱點。近年來，碳點(CDs)作為一種碳材料，以其獨特的光電性能，熱穩定性及化學穩定性，無毒無害和簡便的制備方法受到眾多光催化研究者的青睞。通過制備以碳點修飾的復合光催化劑來降解去除水體中的有機污染物也成為目前研究的熱點。

發明內容

本發明以水熱法和微波法為技術手段，制備出碳點修飾In₂S₃/CNFs(CDs@In₂S₃/CNFs)復合光催化劑。

本發明按以下步驟進行：

(1)In₂S₃/CNFs前驅體的制備：

向InCl₃·4H₂O(四水合氯化銦)和L-半胱氨酸中加入去離子水使其完全溶解，磁力攪拌，再加入碳納米纖維，攪拌并超聲使其混合均勻，之后將混合物轉移到水熱反應釜中，并放入烘箱中煅燒，經過濾洗滌收集得到的固體即為In₂S₃/CNFs前驅體；

(2)碳點修飾In₂S₃/CNFs(CDs@In₂S₃/CNFs)復合光催化劑的制備：

稱取檸檬酸置于玻璃燒杯中，加入乙二胺與去離子水，磁力攪拌并微波加熱，所得混合溶液即為碳點；然后將步驟(1)制備的In₂S₃/CNFs前驅體加入上述混合溶液中，充分磁力攪拌并置入反應釜中，在160℃條件下加熱，待其自然冷卻至室溫取出并研磨，所得固體粉末即為CDs@In₂S₃/CNFs復合光催化劑。

其中，步驟(1)中所述的四水合氯化銦和L-半胱氨酸的摩爾比為1：4

其中，步驟(1)中所述的四水合氯化銦和碳納米纖維的質量比為3：1。

其中，步驟(2)中所述的碳點和In₂S₃/CNFs前驅體的質量比為4：1。

上述技術方案中步驟(1)、(2)中去離子水用量為能使可溶性固體完全溶解。