[發(fā)明專利]一種磷氧摻雜氮化碳復(fù)合二氧化鈦光催化劑的制備及應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910636234.8
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110523423A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國光;李達(dá)光;黃加興;呂文英
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J37/08;B01J37/34;B01J35/10;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 許慶勝<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明屬于光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磷氧摻雜氮化碳復(fù)合二氧化鈦光催化劑的制備及應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種磷氧摻雜氮化碳復(fù)合二氧化鈦光催化劑的制備方法，包括以下步驟：步驟1：將鹽酸胍、六氯環(huán)三磷腈、聚乙烯吡咯烷酮和銳鈦礦二氧化鈦混合、水浴加熱蒸干得到中間產(chǎn)物粉末；步驟2：將所述中間產(chǎn)物粉末進(jìn)行熱聚合反應(yīng)得到復(fù)合光催化劑。本發(fā)明還提供了由上述方法制備的復(fù)合光催化劑及其應(yīng)用。本發(fā)明提供的磷氧摻雜氮化碳復(fù)合二氧化鈦光催化劑的制備及應(yīng)用，解決了現(xiàn)有的制備過程繁瑣，制備時(shí)間長，不利于工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磷氧摻雜氮化碳復(fù)合二氧化鈦光催化劑的制備及應(yīng)用。

背景技術(shù)

恩諾沙星抗生素在全球范圍內(nèi)廣泛用于治療人和動物的細(xì)菌感染。由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易被生物降解，恩諾沙星抗生素?zé)o法被傳統(tǒng)的污水處理工藝有效去除。雖然恩諾沙星抗生素在自然環(huán)境中的濃度很低，但由于其具有假持續(xù)性現(xiàn)象，在環(huán)境中長期積累，導(dǎo)致耐藥細(xì)菌的產(chǎn)生，從而對水生生物和人體健康造成危害。目前水體中抗生素的去除方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法，現(xiàn)有的生物技術(shù)和化學(xué)氧化方法費(fèi)時(shí)、效率低、易產(chǎn)生二次污染。其中光催化降解技術(shù)利用太陽光為能源，具有高處理效率、低成本、綠色無污染等優(yōu)點(diǎn)，已被人們廣為使用。

近年來，氮化碳(CN)作為一種非金屬高分子光催化劑，由于其良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、低毒性、生物兼容性以及具有可見光響應(yīng)，已被廣泛用于光催化降解有機(jī)污染物領(lǐng)域。然而，單一的氮化碳光生載體重組率高，可見光利用率低，比表面積小，嚴(yán)重限制了其光催化性能。因此科研人員采用了多種方法來改善氮化碳的性能，其中非金屬元素?fù)诫s和與半導(dǎo)體材料復(fù)合是兩種經(jīng)濟(jì)可行的方法。

非金屬元素?fù)诫s是調(diào)整氮化碳獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和帶隙的有效方法，它大大拓寬了光響應(yīng)范圍，增強(qiáng)了電荷分離和改善了比表面積，在提高氮化碳光催化性能的同時(shí)，保持氮化碳的無金屬性能。氮化碳與半導(dǎo)體材料復(fù)合形成異質(zhì)結(jié)，可以抑制光生載體的重組率，從而提高氮化碳的光催化性能。

現(xiàn)有制備過程繁瑣，制備時(shí)間長，需要高溫高壓設(shè)備多，原料多，不利于工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)的缺陷成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種磷氧摻雜氮化碳復(fù)合二氧化鈦光催化劑的制備及應(yīng)用，解決了現(xiàn)有的制備過程繁瑣，制備時(shí)間長，不利于工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)問題。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種磷氧摻雜氮化碳復(fù)合二氧化鈦光催化劑的制備方法，包括如下具體步驟：

步驟1：將鹽酸胍，六氯環(huán)三磷腈、聚乙烯吡咯烷酮和銳鈦礦二氧化鈦加入20mL超純水，超聲充分溶解后，在磁力攪拌條件下，水浴蒸干，得到中間產(chǎn)物；

步驟2：將中間產(chǎn)物碾磨，于馬弗爐煅燒，待其冷卻至室溫后，碾磨，過篩，得到P復(fù)合光催化劑。

優(yōu)選地，步驟1中所述鹽酸胍，六氯環(huán)三磷腈、聚乙烯吡咯烷酮和銳鈦礦二氧化鈦的質(zhì)量為鹽酸胍：2～5g，六氯環(huán)三磷腈：0.3～0.75g，聚乙烯吡咯烷酮：0.2～0.5mg，銳鈦礦二氧化鈦：2～10g。

優(yōu)選地，步驟1中所述水浴溫度為60～80℃。

優(yōu)選地，步驟2中所述于馬弗爐中煅燒溫度為500～550℃。

優(yōu)選地，步驟2中所述于馬弗爐中煅燒時(shí)間為3～4h。

優(yōu)選地，步驟2中所述煅燒的升溫速率為2～3℃/min。

優(yōu)選地，步驟2中所述過篩的篩孔孔徑為100目。

一種磷氧摻雜氮化碳復(fù)合二氧化鈦光催化劑通過上述方法制備得到。

所述磷氧摻雜氮化碳復(fù)合二氧化鈦光催化劑在降解抗生素領(lǐng)域中的應(yīng)用。