[發明專利]四氧化三鈷十二面體/氮化碳納米片復合物及其在廢氣處理中的應用

有效

• 申請號: 201910351490.2
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110180570B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 路建美;陳冬赟
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/38;B01D53/62
• 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

本發明一種可見光響應的四氧化三鈷十二面體/氮化碳納米片復合物及其在廢氣處理方面的應用，其制備方法包括以下步驟：以尿素為前驅體，經過兩次煅燒，得到氮化碳納米片；將氮化碳納米片分散于甲醇中，依次加入六水合硝酸鈷、2?甲基咪唑，反應得到氮化碳納米片復合物；將氮化碳納米片復合物在空氣氛圍下低溫煅燒，得到四氧化三鈷十二面體/氮化碳納米片復合物。原位生長的合成方法能夠保證后續煅燒得到的四氧化三鈷均勻地包覆于氮化碳納米片上，提高催化性能；低溫煅燒保證了氮化碳在煅燒過程中仍能保持其褶皺狀態及化學結構。

技術領域

本發明屬于納米復合材料技術領域，具體涉及一種可見光響應的四氧化三鈷十二面體/氮化碳納米片復合物的制備及其在廢氣處理方面的應用。

背景技術

由于化學燃料的燃燒，化工中間物質的生產以及汽車尾氣的無節制排放，全球廢氣排放量逐年增加，約占總人為排放量的90%，給人類以及動植物帶來很大危害。此外，廢氣還導致酸雨，酸霧以及光化學煙霧等環境污染。廢氣污染問題亟待解決。

發明內容

本發明的目的是提供一種可見光響應的四氧化三鈷十二面體/氮化碳納米片復合物及其制備方法及其在廢氣處理方面的應用。

為了達到上述目的，本發明采用如下具體技術方案：

一種可見光響應的四氧化三鈷十二面體/氮化碳納米片復合物，其制備方法包括以下步驟：

（1）以尿素為前驅體，經過兩次煅燒，得到氮化碳納米片；

（2）將氮化碳納米片分散于甲醇中，依次加入六水合硝酸鈷、2-甲基咪唑，反應得到氮化碳納米片復合物；

（3）將氮化碳納米片復合物在空氣氛圍下低溫煅燒，得到四氧化三鈷十二面體/氮化碳納米片復合物。

一種氮化碳納米片復合物，其制備方法包括以下步驟：

（1）以尿素為前驅體，經過兩次煅燒，得到氮化碳納米片；

（2）將氮化碳納米片分散于甲醇中，依次加入六水合硝酸鈷、2-甲基咪唑，反應得到氮化碳納米片復合物。

一種廢氣處理方法，包括以下步驟：

（1）以尿素為前驅體，經過兩次煅燒，得到氮化碳納米片；

（2）將氮化碳納米片分散于甲醇中，依次加入六水合硝酸鈷、2-甲基咪唑，反應得到氮化碳納米片復合物；

（3）將氮化碳納米片復合物在空氣氛圍下低溫煅燒，得到四氧化三鈷十二面體/氮化碳納米片復合物；

（4）將含有廢氣的氣體流過四氧化三鈷十二面體/氮化碳納米片復合物，在光照下，實現廢氣處理。

本發明中，廢氣為一氧化氮；光照為氙燈照射。

本發明在氮化碳納米片上原位生長四氧化三鈷十二面體，具體為將氮化碳納米片分散于甲醇中，超聲處理后加入六水合硝酸鈷甲醇溶液，再次超聲處理后加入2-甲基咪唑甲醇溶液，然后磁力攪拌、靜置進行四氧化三鈷的成核與生長，經過離心、洗滌和干燥后得到氮化碳納米片復合物，優選的，干燥溫度為60～80℃。

上述技術方案中，步驟（1）中，第一次煅燒在空氣中進行，煅燒時升溫速率為2.5℃/min，煅燒的時間為4h，煅燒的溫度為550℃；第二次煅燒在空氣中進行，煅燒時升溫速率為5℃/min，煅燒的時間為2h，煅燒的溫度為500℃。兩次煅燒可以得到褶皺狀的氮化碳納米片。