[發明專利]一種氮化碳量子點/氧化物納米纖維復合光催化材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011530359.1
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112517044B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 宋駿;關榮鋒;楊秀麗;解明華;董鵬玉;邵榮
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J37/03
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉素霞

1.一種氮化碳量子點/氧化物納米纖維復合光催化材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)前驅體溶液的制備

將聚合物、溶劑、金屬鹽混合均勻，得前驅體溶液，所述金屬鹽為鈦酸酯類化合物、金屬氯鹽、金屬硫酸鹽、金屬硝酸鹽中的一種或兩種以上；

(2)氧化物納米纖維的制備

將步驟(1)所得的所述前驅體溶液通過靜電紡絲制成前驅體納米纖維，然后在含氧氣氛中對所述前驅體納米纖維煅燒，得到氧化物納米纖維；

(3)氮化碳納米片的制備

將三聚氰胺、碳酸銨研磨后混合均勻，得混合粉末，對混合粉末熱處理得氮化碳納米片；

(4)復合光催化材料的制備

將步驟(2)所得的所述氧化物納米纖維與步驟(3)所得的所述氮化碳納米片分別置于管式爐的出口端、進口端，在惰性氣氛輸送的條件下對進口端的氮化碳納米片進行熱處理，得到復合光催化材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述聚合物、溶劑、金屬鹽的質量比為1：(5～20)：(1～10)。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述聚合物為聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚乙烯醇縮丁醛、聚環氧乙烷、聚苯乙烯中的至少一種。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述溶劑為水、乙醇、乙酸、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一種。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述鈦酸酯類化合物為鈦酸異丙酯、鈦酸四丁酯。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽為鈦酸異丙酯、鈦酸四丁酯、四氯化鈦、氯化錳、硫酸錳、氯化鐵、硝酸鐵、氯化鈷、硝酸鈷、氯化鎳、硝酸鎳、氯化銅、硝酸銅、氯化鋅、硝酸鋅、氯化錫、硝酸鉍、氯化鎢、氯化鉬、氯化鈰、硝酸鈰中的至少一種。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述靜電紡絲的條件為：溫度20～30℃，相對濕度為20～70％，紡絲電壓為10～50kV，灌注速度為0.1～10mL/h，纖維收集裝置與噴頭距離為10～40cm。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述煅燒的條件為：煅燒溫度400～1000℃，保溫時間10～300min。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒的升溫速率0.5～10℃/min。

10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述三聚氰胺與碳酸銨的質量比為1：(0.5～4)。

11.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述熱處理為：將所述混合粉末加熱至500～540℃，保溫2～4h后冷卻至室溫。

12.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述氧化物納米纖維與氮化碳納米片的質量比為100：(0.1～10)。

13.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述惰性氣氛輸送的流速為50～200mL/min。

14.根據權利要求13所述的制備方法，其特征在于，所述惰性氣氛為氮氣、氬氣、氦氣中的一種。

15.根據權利要求13所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理的溫度為550～700℃，熱處理的時間為1～5h。

16.采用權利要求1～15中任一項所述的制備方法得到的氮化碳量子點/氧化物納米纖維復合光催化材料。

17.根據權利要求16所述的復合光催化材料，其特征在于，所述氧化物納米纖維的平均直徑為100～800nm，所述氮化碳量子點的粒徑為3～10nm。