[發(fā)明專利]一種功能化凹凸棒石負(fù)載NiO-g-C3

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110065356.3
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112619684A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳東麗;程芳;程麗麗
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢極限光科技有限公司
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/10;C02F1/30;C02F101/38
• 代理公司: 深圳市蘭鋒盛世知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44504
• 代理人: 馬世中

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種功能化凹凸棒石負(fù)載NiO?g?C₃N₄的光催化?吸附劑，在凹凸棒石表面引入豐富的巰基官能團，巰基?SH容易發(fā)生電離，失去質(zhì)子氫，形成?S^?陰離子，與陽離子染料甲基橙具有良好的靜電作用，g?C₃N₄納米片表面生成中空多孔形貌的NiO，兩者之間形成異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，通過異質(zhì)結(jié)載流子傳輸機制，促進了光生電子和空穴的分離，減少了重組的現(xiàn)象，對甲基橙具有良好的光催化降解活性，通過水熱法進行復(fù)合，得到光催化?吸附復(fù)合材料，先通過凹凸棒石修飾的巰基將甲基橙進行靜電吸引，吸附到復(fù)合材料表面，進一步再被凹凸棒石表面負(fù)載的NiO?g?C₃N₄異質(zhì)結(jié)光催化劑降解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種功能化凹凸棒石負(fù)載NiO-g-C₃N₄的光催化-吸附劑和制法。

背景技術(shù)

近年來造紙業(yè)、染料業(yè)、紡織業(yè)等行業(yè)快速發(fā)展，同時也產(chǎn)生了大量的染料廢水，這些染料廢水具有成分復(fù)雜、難以降解、毒性危害大等特點，如果不有效處理就排放進江河湖海中，會造成巨大的環(huán)境污染，傳統(tǒng)的染料廢水主要含甲基橙、羅丹明B、龍膽紫等，對于這些有機染料污染物的處理方法主要有吸附法、氧化還原法、生物降解法、膜分離法等。

吸附法具有簡便高效、成本低廉等優(yōu)點，吸附劑主要有活性炭、硅藻土等，凹凸棒石具有層鏈狀的規(guī)整結(jié)構(gòu)，具有獨特的多孔道結(jié)構(gòu)和高表面積，具有良好的吸附性能，在吸附、分離、催化劑載體等方面具有廣闊的應(yīng)用前景；光催化降解法是近年來興新的污水處理方法，傳統(tǒng)的光催化劑主要有TiO₂、BiVO₄、CdS等，其中石墨相氮化碳g-C₃N₄具有比表面積高、可見光活性強、制備方法簡單等優(yōu)點，在光催化降解領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用，但是g-C₃N₄的光生載流子很容易發(fā)生重組，嚴(yán)重影響了其光催化降解活性，而構(gòu)建異質(zhì)結(jié)是解決問題的有效方法，并且可以以高比表面積的凹凸棒石作為光催化劑載體，負(fù)載g-C₃N₄光催化劑，可以同時具有吸附和光催化降解的雙重作用。

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種功能化凹凸棒石負(fù)載NiO-g-C₃N₄的光催化-吸附劑和制法，解決了單一的凹凸棒石吸附性能不佳的問題，同時解決了g-C₃N₄的光生載流子容易重組的問題。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種功能化凹凸棒石負(fù)載NiO-g-C₃N₄的光催化-吸附劑，所述功能化凹凸棒石負(fù)載NiO-g-C₃N₄的光催化-吸附劑的制法為以下步驟：

(1)以3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和硫氰化鉀作為原料，得到環(huán)硫硅烷偶聯(lián)劑，分子式為C₉H₂₀O₄SSi。

(2)使用鹽酸溶液對凹凸棒石進行預(yù)處理，得到活化凹凸棒石，然后置于甲苯溶劑中，加入環(huán)硫硅烷偶聯(lián)劑，超聲分散均勻后進行改性處理，離心分離除去溶劑，依次使用蒸餾水和乙醇洗滌產(chǎn)物，得到環(huán)硫化凹凸棒石。

(3)向蒸餾水溶劑中加入環(huán)硫化凹凸棒石和硫氫化鈉，超聲分散均勻后進行開環(huán)反應(yīng)，離心分離除去溶劑，使用蒸餾水洗滌產(chǎn)物，得到巰基功能化凹凸棒石。