[發明專利]一種自漂浮氮化碳/醋酸纖維素柔性光催化多孔薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201910257415.X
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109908955B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 范海;艾仕云;王思羽;程娟;毛志泉;代曉輝
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J27/24;B01J35/10;C02F1/30;C02F101/38
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 薛鵬喜

本發明涉及一種自漂浮氮化碳/醋酸纖維素柔性光催化多孔薄膜的制備方法，本發明采用強氧化性酸氧化酸化處理的石墨相氮化碳作為原料，進而與醋酸纖維素形成均勻混合溶液，然后采用簡單刮涂技術進行鋪膜，即可獲得一種可自漂浮、穩定、柔性、多孔的氮化碳/醋酸纖維素光催化薄膜。本發明所采用的薄膜制備技術，克服了光催化材料與聚合物結合能力差的問題，提高了光催化材料重復利用性能。所制備的多孔光催化薄膜材料在環境污染物治理、光催化產氫、光催化殺菌等領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及光催化材料制備技術領域，具體涉及一種自漂浮氮化碳/醋酸纖維素柔性光催化多孔薄膜的制備方法。

背景技術

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一種非金屬聚合物半導體材料。其帶隙寬度(E_g)約為2.7eV，是一種可見光響應的光催化材料。同時g-C₃N₄的原料來源豐富、成本低廉且不具有毒性。因此，石墨相氮化碳已在光催化降解環境有機污染物、光催化殺菌、光催化分解水制氫等領域呈現出了廣闊的應用前景。

隨著光催化技術研究的迅速發展，各種不同類型的光催化材料被成功制備出來。其中，大部分光催化材料的尺寸都處于微納米范圍內。由于這類光催化粉體的尺寸較小，比表面積較大，通常都具有較高的光催化活性。然而，粉體材料的回收再利用過程卻較為復雜，這限制了光催化材料在實際中的廣泛應用。

光催化薄膜材料的開發克服了粉體材料的缺點，呈現出巨大的應用前景。CN105925954A公布了一種半導體氮化碳薄膜的制備方法，以三聚氰胺作為前驅體，通過化學氣相沉積工藝，在多種基底材料表面制備氮化碳薄膜。但是單純光催化材料形成的薄膜穩定性較差，薄膜容易破碎，這也不利于光催化薄膜的實際應用。

聚合物與氮化碳材料的復合為氮化碳光催化材料的穩定可重復利用提供了可能。CN107029787A公布了一種聚醚酰亞胺-氮化碳漂浮光催化材料的制備方法。但是其所制備的光催化材料是塊體材料，與溶液接觸面積和吸光性能都受到影響。

發明內容

針對上述現有技術所存在的不足，本發明的目的是提供一種自漂浮氮化碳/醋酸纖維素柔性光催化多孔薄膜的制備方法。本發明的光催化多孔薄膜能自動漂浮在水面上，而且具有良好的浸潤性、多孔性和柔性，提高了其吸附降解廢水中有機污染物的能力；而且可任意改變薄膜的形狀而不使薄膜破損，提高了薄膜在實際應用中的穩定性。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一方面，提供一種自漂浮氮化碳/醋酸纖維素柔性光催化多孔薄膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氮化碳粉末加入到強氧化性酸中攪拌8-12h，然后倒入到去離子水中，超聲8-12h，洗滌，干燥，制備得到氧化酸化氮化碳；

(2)將氧化酸化氮化碳分散到溶劑中，使氧化酸化氮化碳的濃度為10g/L-60g/L，超聲2-4h，得到氧化酸化氮化碳分散液；向氧化酸化氮化碳分散液中加入醋酸纖維素，使醋酸纖維素的濃度為30g/L-70g/L，超聲2-4h，得到氮化碳/醋酸纖維素分散液；

(3)將步驟(2)制備的氮化碳/醋酸纖維素分散液進行刮膜，室溫放置1-5min，即制備得到自漂浮氮化碳/醋酸纖維素柔性光催化多孔薄膜。

優選的，步驟(1)中，所述氮化碳粉末與強氧化性酸加入的重量比為1:(15-25)。

優選的，步驟(1)中，所述強氧化性酸與去離子水加入的體積比為1:(8-12)。

優選的，步驟(1)中，所述強氧化性酸為濃硫酸或濃硝酸。