[發明專利]一種泡沫狀可見光催化材料、制備方法及其用途

有效

• 申請號: 201910123003.7
• 申請日: 2019-02-19
• 公開（公告）號: CN109701582B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 霍宇凝;張子平;鄒泉;李蕙帆;楊玉萍;裴文凱;丁夢娜;李和興
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/04;B01J37/08;B01J35/10;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 郭桂峰

本發明公開了一種泡沫狀可見光催化材料、制備方法及其用途，屬于半導體光催化領域。所述的泡沫狀光催化材料是通過原位法使C₃N₄和氧化石墨烯(GO)同時直接生長在密胺樹脂泡沫(MF)泡沫上，得到泡沫狀C₃N₄/GO@MF光催化材料；所述泡沫狀C₃N₄/GO@MF光催化材料中的C₃N₄主要生長在GO的片層結構上，GO與MF的三維骨架相連。本發明的制備方法所用原料簡單易得、成本低，制備方法簡便可行。本發明所制備的C₃N₄/GO@MF光催化材料具有優良的吸附性能，可有效增加對污染物的吸附能力，提高光催化性能，且催化劑易于回收。可見光催化活性高、穩定性好、可重復使用。本發明開發的光催化?吸附協同體系拓展了廢水治理的技術領域，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于半導體光催化領域，具體涉及一種泡沫狀C₃N₄/GO@MF可見光催化材料、其制備方法及其應用于污水處理的用途。

背景技術

半導體材料可通過吸收一定波長的光將有機化物徹底礦化，具有可直接利用太陽光、室溫深度礦化，環境友好等優勢，受到廣泛關注，但是仍然存在量子效率低，粉體催化劑難以回收等問題。目前，對于光催化的研究應用主要集中在TiO₂光催化粉體材料，但是自然界中太陽光中紫外光僅占5％，因此可見光催化劑的研究與拓展也逐漸引起人們的關注。可見光響應的非金屬催化劑C₃N₄由于其優越的化學穩定性以及良好的光催化活性成為近年來的研究熱點，彌補了TiO₂只能吸收紫外光對太陽光利用率低的缺點。但是在實際使用過程中，粉體催化劑難以回收，容易堵塞管道，不利于重復使用，提高商業成本。使用過程中粉體催化劑易于團聚沉降在容器底部，不利于光吸收，降低光催化活性。

發明內容

本發明將C₃N₄與GO復合并負載于泡沫狀密胺樹脂的孔道中，可有效利用光催化材料中的三維孔道結構，增加催化劑與污染物的接觸并提高光吸收性能，加快光催化反應速率。

本發明的泡沫狀C₃N₄/GO@MF光催化材料與單獨的粉體相比，可有效增加對污染物的吸附能力，提高光催化性能，且催化劑易于回收。同時，該泡沫狀光催化材料可有效解決污染物的光屏蔽問題。泡沫狀C₃N₄/GO@MF光催化材料中光催化與吸附的協同作用，拓展了廢水處理的技術領域，為今后的潛在應用提供了理論依據。

本發明的目的在于提供了一種在密胺樹脂三維網狀結構中原位生長出泡沫狀C₃N₄/GO@MF光催化材料。泡沫狀光催化材料是通過原位法使C₃N₄和氧化石墨烯(GO)同時直接生長在密胺樹脂泡沫(MF)上，得到泡沫狀C₃N₄/GO@MF光催化材料；所述泡沫狀C₃N₄/GO@MF光催化材料中的C₃N₄主要生長在氧化石墨烯(GO)的片層結構上，氧化石墨烯(GO)與密胺樹脂泡沫(MF)的三維骨架相連。所述泡沫狀C₃N₄/GO@MF光催化材料的碳/氮原子比為4.54，比表面積為61m²/g，孔體積為0.26cm³/g。