[發明專利]摻磷管狀氮化碳微納米材料及其在廢氣催化處理中的應用

有效

• 申請號: 201910165584.0
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN109772418B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 路建美;陳冬赟;蔣軍
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫周強;陶海鋒

本發明公開了一種摻磷管狀氮化碳微納米材料及其在廢氣處理中的應用，通過亞磷酸輔助水熱方法，將三聚氰胺部分水解成氰尿酸，形成三聚氰胺?氰尿酸的超分子前體；在加熱煅燒下，前體的中心開始熱解，從而得到摻磷管狀氮化碳；將摻磷管狀氮化碳和硼氫化鈉混合，在惰性氣體氛圍下低溫煅燒，得到缺陷修飾的摻磷管狀氮化碳。本發明通過制備缺陷修飾的摻磷管狀氮化碳微納米材料，對廢氣的催化降解有著很好的光催化效果；并且生產原料豐富易得，穩定性好，可重復使用等優點，在處理廢氣方面具有應用前景。

技術領域

本發明涉及微納米材料技術領域，具體涉及一種缺陷修飾的摻磷管狀氮化碳材料及其制備方法與在廢氣催化中的應用。

背景技術

隨著近年來汽車數量的迅速增加，汽車尾氣的大量排放，引起了一系列霧霾、酸雨等環境問題，損壞了生態環境、嚴重危害了人類的身體健康。

半導體光催化是一種非常有應用前景的技術，其在環境修復，太陽能轉化和能源方面都具有廣泛的應用。類石墨氮化碳（g-C₃N₄）具有獨特的電子特性和合適的帶隙，自從被發現以來，一直是科學家們研究的熱點。但是現有的技術使得氮化碳的催化效率低，因此，需要尋找高性能的氮化碳的新方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種缺陷修飾的摻磷管狀氮化碳微納米材料及其制備方法，通過亞磷酸輔助水熱方法，將三聚氰胺部分水解成氰尿酸，形成三聚氰胺-氰尿酸的超分子前體；然后在加熱煅燒下，前體的中心開始熱解，從而得到摻磷管狀氮化碳；再和硼氫化鈉混合，在惰性氣體氛圍下低溫煅燒，得到缺陷修飾的摻磷管狀氮化碳，以實現處理廢氣中的NO。

為了達到上述目的，本發明采用如下具體技術方案：

一種摻磷管狀氮化碳微納米材料，所述摻磷管狀氮化碳微納米材料的制備方法包括以下步驟：

（1）在亞磷酸、水存在下，將三聚氰胺進行水熱反應后煅燒，得到含磷管狀氮化碳；

（2）將含磷管狀氮化碳和硼氫化鈉混合后煅燒，得到摻磷管狀氮化碳微納米材料。

一種含磷管狀氮化碳，所述含磷管狀氮化碳的制備方法包括以下步驟，在亞磷酸、水存在下，將三聚氰胺進行水熱反應后煅燒，得到含磷管狀氮化碳。

進一步的，本發明還公開了上述材料的制備方法，如下：

一種摻磷管狀氮化碳微納米材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）在亞磷酸、水存在下，將三聚氰胺進行水熱反應后煅燒，得到含磷管狀氮化碳；

（2）將含磷管狀氮化碳和硼氫化鈉混合后煅燒，得到摻磷管狀氮化碳微納米材料。

一種含磷管狀氮化碳的制備方法，包括以下步驟，在亞磷酸、水存在下，將三聚氰胺進行水熱反應后煅燒，得到含磷管狀氮化碳。

本發明還公開了一種廢氣處理方法，包括以下步驟，

（1）在亞磷酸、水存在下，將三聚氰胺進行水熱反應后煅燒，得到含磷管狀氮化碳；

（2）將含磷管狀氮化碳和硼氫化鈉混合后煅燒，得到摻磷管狀氮化碳微納米材料；

（3）將待處理的廢氣通過含磷管狀氮化碳或者摻磷管狀氮化碳微納米材料，光照下，完成廢氣處理。

本發明中，步驟（1）中，所述水熱反應的溫度為180℃，時間為10h；所述煅燒在氬氣氛圍中進行，煅燒時升溫速率為2.5℃/min，煅燒的時間為4h，煅燒的溫度為500℃；三聚氰胺、亞磷酸、水的用量比為1g∶1.2g∶100 mL。優選的，水熱反應結束后，將反應物離心、水洗、干燥，然后煅燒。