[發明專利]一種利用四氧化三鈷十二面體/氮化碳納米片復合物處理廢氣的方法

有效

• 申請號: 202110242253.X
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN112958137B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 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

本發明一種利用四氧化三鈷十二面體/氮化碳納米片復合物處理廢氣的方法，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，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。本發明中的四氧化三鈷十二面體/氮化碳納米片復合物催化劑，能夠增強單一氮化碳的可見光響應范圍，且異質結的形成便于分散光生電子?空穴對，發揮好各自的氧化還原作用，提高催化效率。

本發明屬于發明名稱為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、申請號為2019103514902、申請日為2019年4月28日發明申請的分案申請，屬于方法部分。

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。