[發明專利]g-C3N4/ZnO/凹凸棒復合光催化納米礦物材料及其制備方法、應用

在審

• 申請號: 201910318323.8
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110124712A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 曾凡金;吳卉;高芝煜
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/30;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孫麗麗

本發明提供一種g?C₃N₄/ZnO/凹凸棒復合光催化納米礦物材料，包括以下原料：二水合乙酸鋅、氫氧化鈉、聚乙烯吡咯烷酮、尿素和凹凸棒；其中，凹凸棒的用量為二水合乙酸鋅質量的1.95％～24.7％。本發明提供一種g?C₃N₄/ZnO/凹凸棒復合光催化納米礦物材料的制備方法，步驟如下：稱取二水合乙酸鋅溶解在無水乙醇中，得到二水合乙酸鋅溶液；向二水合乙酸鋅溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮，攪拌，然后加入凹凸棒粉末，即得到二水合乙酸鋅/凹凸棒復合物溶液；將氫氧化鈉的乙醇溶液滴入二水合乙酸鋅/凹凸棒復合物溶液中，攪拌、靜置、離心，得到沉淀物，洗滌、干燥、煅燒、研磨，得到ZnO/凹凸棒復合樣品；將ZnO/凹凸棒復合樣品與尿素混合研磨，煅燒，即得到g?C₃N₄/ZnO/凹凸棒復合光催化納米礦物材料。

技術領域

本發明涉及水污染處理技術領域，尤其涉及一種g-C₃N₄/ZnO/凹凸棒復合光 催化納米礦物材料及其制備方法、應用。

背景技術

要使得當前的水污染以及水文環境問題得到徹底的改善，需要研究出高效 并且經濟的水處理凈化技術。目前我國處理水污染手段主要采用物理方法、化 學方法和生物方法三大類方法。物理方法與化學方法在處理水污染的過程中會 產生高額的費用，比如活性炭吸附方法，這種物理吸附的方法在廢水的處理過 程中效果比較明顯，然而這種工藝的建設與運轉費用十分昂貴，不能大規模的 普及。生物處理方法主要是利用微生物對污水的代謝作用來實現降解污水的目 的。相較于物理方法與化學方法，該方法具有清潔環保的優點，且二次污染較 小。然而該方法受到多方面因素的影響，如微生物的用量，溫度、濕度等環境 因素。另外不同類型的有機污染物需要的微生物類型不同，在處理復雜成分污 水時也受到局限。眾多因素的限制導致生物方法也難以實現大范圍的推廣。

半導體光催化技術是一高效且清潔的新型氧化技術，目前已成為水環境保 護領域的重要發展方向。其優勢包括以下幾個方面：(1)該技術主要能源為太 陽光，是取之不盡用之不竭的天然能源；(2)半導體光催化劑具有結構穩定、 可實現循環利用和廉價等優點；(3)廢水中有機污染物可以被降解成簡單的小 分子，沒有二次污染；(4)對環境的要求低，反應能夠在常溫常壓的條件下進 行，易于控制等。

但目前純物質半導體材料無法同時保證高效的同時擁有較大的可見光利用 率，因此需要其他物質的摻雜來擴大其對可見光譜的響應范圍。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種高效且可見光譜響應范圍廣的g-C₃N₄/ZnO/凹 凸棒復合光催化納米礦物材料，還提供了工藝簡單的g-C₃N₄/ZnO/凹凸棒復合光 催化納米礦物材料的制備方法，及g-C₃N₄/ZnO/凹凸棒復合光催化納米礦物材料 在降解亞甲基藍上的應用。

本發明提供一種g-C₃N₄/ZnO/凹凸棒復合光催化納米礦物材料，包括以下原 料：二水合乙酸鋅、氫氧化鈉、聚乙烯吡咯烷酮、尿素和凹凸棒；其中，凹凸 棒的用量為二水合乙酸鋅質量的1.95％～24.7％。

本發明還提供了上述g-C₃N₄/ZnO/凹凸棒復合光催化納米礦物材料的制備方 法，包括以下步驟：

S1，稱取二水合乙酸鋅溶解在無水乙醇中，得到二水合乙酸鋅溶液；

S2，向二水合乙酸鋅溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮，攪拌，然后加入凹凸棒 粉末，即得到二水合乙酸鋅/凹凸棒復合物溶液；

S3，將氫氧化鈉的乙醇溶液逐滴滴入二水合乙酸鋅/凹凸棒復合物溶液中， 攪拌、靜置、離心，得到沉淀物，洗滌、干燥、煅燒、研磨，得到ZnO/凹凸棒 復合樣品；