[發明專利]一種石墨相氮化碳/稀土鉬酸鈉鹽異質結光催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810710105.4
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108786894B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 李澤勝;濮倩敏
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J37/10;B01J37/34;B82Y30/00;B82Y40/00;C02F1/30;C02F103/34
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 單香杰

本發明涉及一種石墨相氮化碳/稀土鉬酸鈉鹽異質結光催化劑及其制備方法和應用。所述制備方法包括如下步驟：S1：將鉬酸鈉和稀土鹽溶解于水中得混合溶液，所述混合溶液中鉬酸鈉的摩爾濃度為0.01~0.5mol/L，稀土鹽的摩爾濃度為0.005~0.25mol/L；S2：攪拌狀態下加入乙二醇，所述乙二醇與鉬酸鈉的用量比為200~10000mL/mol；S3：加入無孔石墨相氮化碳，超聲波分散得均一溶液；S4：將均一溶液置于100~200℃的反應釜內反應2~10h，冷卻，洗滌，干燥后即得。本發明提供的制備方法可成功制備得到高活性和高穩定性的可見光響應抗生素降解光催化劑，工藝簡單，可廣泛推廣應用。

技術領域

本發明屬于光催化領域，具體涉及一種石墨相氮化碳/稀土鉬酸鹽異質結光催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

抗生素污染問題越來越受到人們的廣泛關注。雖然抗生素在環境中通常具有較短的降解半衰期，然而，由于抗生素在醫用、畜禽養殖和水產養殖中的大劑量高頻使用，使其在環境中亦表現為“持續存在”的狀態，因此將該類污染物視為“假”持久性環境污染物。目前,我國地表水中含有68種抗生素，且濃度較高，排在前幾位的是磺胺類、喹諾酮和頭孢菌素等,研究證明被抗生素污染的非水源地水體通過生態循環極有可能導致人體細菌耐藥性增大。故此，對于水體環境中抗生素污染問題的研究及消除迫在眉睫。

光催化氧化降解技術因其可以在溫和的環境下使有機污染物進行快速有效降解，且不產生二次污染而備受關注。當前抗生素光催化降解之關鍵在于高效“可見光”光催化材料的發展，而“異質結構”復合光催化材料成為了最新發展方向。稀土鉬酸鹽半導體光催化劑以其獨特的電子結構、優良的“可見光”吸收能力、較高的穩定性以及對難降解有機污染物具有高效的降解能力而引起了廣泛關注。類石墨氮化碳（g-C₃N₄），由于其對可見光響應強，而且具化學穩定性高、光催化性能高、價廉低毒等優點，同樣受到光催化領域的青睞。

最近幾年，人們利用氮化碳良好的可見光吸收能力和較高的導帶位置，已經開發了一系列氮化碳敏化無機半導體異質結光催化劑。“氮化碳/無機半導體”異質結光催化劑已經逐步應用于多種典型抗生素的降解研究并取得了一定的進展，但是基于環境抗生素降解的研究仍然缺乏系統性和深度，仍未從根本上解決抗生素廢水的光催化降解的科學及技術難題（例如可見光降解活性低、穩定性差等）。

因此，高效的“可見光”響應型抗生素降解光催化劑的開發仍然是今后光催化科學的研究焦點和核心問題之一。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中抗生素廢水的光催化劑的可見光降解活性低、穩定性差的缺陷和不足，提供一種石墨相氮化碳/稀土鉬酸鈉鹽異質結光催化劑的制備方法。本發明提供的制備方法可成功制備得到具有高活性和高穩定性的可見光響應抗生素降解光催化劑，工藝簡單，可廣泛推廣應用。

本發明的另一目的在于提供上述制備方法制備得到的石墨相氮化碳/稀土鉬酸鈉鹽異質結光催化劑。

本發明的另一目的在于提供上述制備方法制備得到的石墨相氮化碳/稀土鉬酸鈉鹽異質結光催化劑作為光催化劑在降解抗生素廢水中的應用。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種石墨相氮化碳/稀土鉬酸鈉鹽異質結光催化劑的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

S1：將鉬酸鈉和稀土鹽溶解于水中得混合溶液，所述混合溶液中鉬酸鈉的摩爾濃度為 0.01~0.5mol/L，稀土鹽的摩爾濃度為0.005~0.25mol/L；

S2：攪拌狀態下加入乙二醇，所述乙二醇與鉬酸鈉的用量比為200~10000mL/mol；

S3：加入無孔石墨相氮化碳，超聲波分散得均一溶液，所述無孔石墨相氮化碳與鉬酸鈉的用量比為10.44~849.20g/moll；