[發(fā)明專利]半導體/聚合物復合材料的可見光光催化劑、其應用及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810682502.5
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108927215B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 胡龍興;胡海明
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種半導體/聚合物復合材料的可見光光催化劑，其特征在于：以聚合物作為載體基質(zhì)，將粉末狀半導體可見光光催化材料作為可見光光催化劑活性點位材料，將粉末狀半導體可見光光催化材料顆粒均勻分散分布并連接固定在聚合物表面，使聚合物表面形成可見光光催化劑的活性點位的表界面，作為催化劑載體模塊基體的聚合物材料采用最大長度尺寸不大于3cm的塊狀形式；聚合物采用EPE、PP、PS和PVC中的任意一種或任意幾種材料的混合物材料；

半導體/聚合物復合材料的可見光光催化劑利用如下制備方法制備而成，采用浸漬法和熔融混合法制備納米g-C₃N₄/聚合物復合材料作為可見光光催化劑，具體步驟如下：

a. 采用尿素作為初始原料，稱取適量尿素放入帶蓋的陶瓷坩堝中，在陶瓷坩堝上蓋上蓋子并放在馬弗爐中，升溫到不低于550℃的目標溫度后，在目標溫度下進行保溫至少3小時，采用熱聚合方法合成g-C₃N₄納米粉末，然后將經(jīng)過熱處理得到的產(chǎn)物冷卻至室溫，得到淡黃色塊狀的g-C₃N₄ 納米材料，再將其研碎，從而得g-C₃N₄納米粉末；

b. 按照在100 mL水中至少加入0.5 g由上述步驟a制得的g-C₃N₄納米粉末的混合比例標準，稱取適量的g-C₃N₄納米粉末，加入到二次蒸餾水中，對混合液進行超聲處理至少10 分鐘，形成g-C₃N₄懸浮液；

c. 采用一定尺寸及形狀規(guī)整的聚合物材料作為載體材料，使聚合物材料的最大長度尺寸不大于3 cm的塊狀形式，將聚合物材料浸漬到上述步驟b制得的g-C₃N₄懸浮液中，浸漬至少15秒后，使g-C₃N₄懸浮液中的g-C₃N₄納米顆粒附著在聚合物材料表面，然后將聚合物材料從g-C₃N₄懸浮液中取出，轉(zhuǎn)移到玻璃器皿中，然后將裝載附著g-C₃N₄納米顆粒的聚合物材料的玻璃器皿放進烘箱，在不高于60℃下進行干燥處理至少30分鐘，使表面水分去除；然后將經(jīng)過初次浸漬-干燥處理的初步結(jié)合g-C₃N₄納米顆粒的聚合物材料取出，再采用與初次浸漬-干燥處理方法相同的方式，重復進行浸漬-干燥處理至少1次，從而得到經(jīng)過多次浸漬-干燥處理的納米g-C₃N₄/聚合物復合材料前體；

d. 在上述步驟c中完成連續(xù)多次浸漬-干燥處理后，采用g-C₃N₄納米顆粒和聚合物的熔融混合法，將內(nèi)置載物玻璃器皿的烘箱的溫度升高到不低于140℃，并在該溫度下保持溫度進行熱處理不多于20分鐘，使聚合物材料表面軟化并微熔化，并控制聚合物材料表面淺層熔融并且不產(chǎn)生表面微流狀態(tài)，將g-C₃N₄納米顆粒局部與聚合物材料表面緊密粘結(jié)在一起，得到納米g-C₃N₄/聚合物復合材料初產(chǎn)品；

e. 在上述步驟d中保溫熱處理結(jié)束后，將納米g-C₃N₄/聚合物復合材料初產(chǎn)品取出，自然冷卻至室溫，使g-C₃N₄納米顆粒局部與聚合物材料表面的結(jié)合界面固化；然后，用蒸餾水對納米g-C₃N₄/聚合物復合材料初產(chǎn)品進行洗滌，再超聲處理至少60分鐘，以去除在聚合物材料表面連接不牢的g-C₃N₄納米粉末顆粒；最后，將制品再次放入烘箱中，在不高于60℃下進行干燥處理至少30分鐘，再將制品冷卻到室溫，即得最終產(chǎn)品納米g-C₃N₄/聚合物復合材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述半導體/聚合物復合材料的可見光光催化劑，其特征在于：所述可見光光催化材料采用粒度直徑不大于100 nm的g-C₃N₄粉末。