[發明專利]兼具重金屬離子吸附和可見光催化性能的HA/g-C3

在審

• 申請號: 202011354586.3
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112661229A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 孫家書;李忠義;田夢格;張弛;翟濱
• 申請（專利權）人: 商丘師范學院
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F1/30;B01J20/30;B01J27/24;B01J37/34;B01J37/10;B01J37/00;B01J37/08;C02F101/20;C02F101/38;C02F101/34
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張真真

本發明公開了一種兼具重金屬離子吸附和可見光催化性能的羥基磷灰石改性氮化碳（HA/g?C₃N₄）復合材料的制備方法，步驟如下：將三聚氰胺和硫脲溶于去離子水中，攪拌均勻，然后加入HA進行超聲分散，將所得溶液轉移到反應釜中180℃下反應12h，冷卻到室溫后過濾，將濾餅干燥后得到HA/g?C₃N₄復合材料前驅體；將該前驅體于瑪瑙研缽中充分研磨均勻，將研磨后的粉體放置坩堝中，煅燒后得到HA/g?C₃N₄復合材料。采用該方法所制備的HA/g?C₃N₄復合材料具有制備過程簡單、快速、易操作、環保、產物產量大、后處理簡單和產物形態尺寸及組成可控等優點，特別是在重金屬離子吸附和可見光降解污染物領域具有較好的應用前景。

技術領域

本發明屬于復合材料制備及應用技術領域，具體涉及一種兼具重金屬離子吸附和可見光催化性能的HA/g-C₃N₄復合材料及其制備方法及應用。

背景技術

印染廢水成分復雜，除了殘留染料外，還含有芳香族有機化合物及銅、鉻、鎘等重金屬元素，通過生物鏈進入生物體，嚴重危害著人類的生命健康，是水源污染的一個重要來源。針對這一問題，在眾多研究者們提出的多種處理辦法中，可見光光催化降解技術因在處理印染行業排放的芳香族有機染料方面具有無毒、節能、高效等顯著的優勢受到廣泛關注。而對于重金屬離子的去除，應用較廣的是成本低、操作便捷、處理效果好的吸附技術，其中吸附劑的選擇和應用是吸附技術的關鍵。

g-C₃N₄是一種新興的非金屬催化劑。盡管在1930年就有人報道g-C₃N₄材料，但是直到 2006 才有科研工作者將g-C₃N₄作為催化劑，特別是在可見光催化領域的應用。HA作為無機材料的一種，因其獨特的空間結構類型和相關活性基團構造，在吸附劑材料中有著相當突出的優勢，另一方面，HA來源廣泛、廉價易得、無二次污染等優點，被廣泛用于吸附水體中重金屬離子。因此，如果能將將g-C₃N₄與HA進行物理或者化學的結合，并將其應用于水污染治理，不僅可以吸附污水中的重金屬離子而且可以在可見光下降解水中的染料等有機污染物。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種兼具重金屬離子吸附和可見光催化性能的HA/g-C₃N₄復合材料及其制備方法，制備過程簡單、快速、易操作。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種兼具重金屬離子吸附和可見光催化性能的HA/g-C₃N₄復合材料的制備方法，步驟如下：

（1）HA/g-C₃N₄復合材料前驅體的制備：將三聚氰胺和硫脲溶于去離子水中，攪拌均勻，然后加入HA進行超聲分散，將所得溶液轉移到反應釜中180℃下反應12h，冷卻到室溫后過濾，將得到的濾餅干燥后得到HA/g-C₃N₄復合材料前驅體；

（2）HA/g-C₃N₄復合材料的制備：將步驟（1）制得的HA/g-C₃N₄復合材料前驅體置于瑪瑙研缽中充分研磨均勻，將研磨后的粉體放置坩堝中煅燒后得到HA/g-C₃N₄復合材料。

進一步，所述步驟（1）中三聚氰胺和硫脲的摩爾比為1:0.05~1:0.5。

進一步，所述步驟（1）中HA占三聚氰胺的質量比為5%~50%，所加HA的粒徑為100nm~2000nm。

進一步，所述步驟（1）中的干燥溫度為80℃，干燥時間為6h。