[發明專利]一種全天候光催化復合材料的制備方法及其應用在審
| 申請號： | 202110354023.2 | 申請日： | 2021-04-01 |
| 公開（公告）號： | CN113413899A | 公開（公告）日： | 2021-09-21 |
| 發明（設計）人： | 楊純;張鋒;劉曉;張喆;陳芳;劉軍 | 申請（專利權）人： | 湖南工業大學 |
| 主分類號： | B01J27/24 | 分類號： | B01J27/24;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38 |
| 代理公司： | 北京市浩東律師事務所 11499 | 代理人： | 李雁 |
| 地址： | 412000 *** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 全天候 光催化 復合材料 制備 方法 及其 應用 | ||
本發明涉及一種全天候光催化復合材料的制備方法及其應用，其制備方法包括以下步驟：稱取已制備好的長余輝材料SrAl2O4:Eu2+,Dy3+與尿素充分研磨混合，于馬弗爐中通過高溫煅燒法，得到固體粉末，冷卻后充分研磨得到疏松，極細的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+(x)/g?C3N4復合光催化劑，將所得光催化劑在水溶液中高效降解甲基橙，進行全天候可見光催化降解，降解率可以達到97.9％，具有優異的光催化降解能力，有望在染料廢水處理方面獲得實際應用。同時該復合材料在無光照射的情況下，仍能依靠長余輝材料的余輝性能發揮光催化作用，打破了以往光催化材料依賴于光能的問題，故該法制備的復合光催化材料具備良好的應用前景。
技術領域
本發明一種全天候可見光響應型SrAl2O4:Eu2+,Dy3+(x)/g-C3N4復合光催化劑的制備及其應用方法，屬于納米材料技術領域，具體涉及一種可以用于降解水體中偶氮染料等污染物的光催化劑SrAl2O4:Eu2+,Dy3+(x)/g-C3N4的制備及其應用方法。
背景技術
隨著現今環境問題的不斷惡化以及可再生能源短缺的問題，半導體光催化技術應運而生，因其操作便捷、材料易得、反應迅速徹底、且其使用可再生能源，前期主要是研究TiO2與鋁酸鹽熒光粉的結合，但光催化技術依賴于光源，限制了該技術在無光環境下的使用，而通過結合硅酸鹽基長余輝材料，使得在夜間也能保持催化活性，但長余輝材料發出的光通常位于可見光波段，不太能被3.2eV寬帶隙的TiO2響應，此時石墨相氮化碳(g-C3N4)的出現解決了這樣一個難題，g-C3N4的帶隙比較窄(2.7eV)，在可見光的照射下能夠具有良好的光化學穩定性和突出的光催化性能，同時它也方便易得，可以用尿素、三聚氰胺、氰氨等原材料一步聚合，相對于一些傳統的貴金屬催化劑，在原材料價格上也便宜很多。
所以一種能夠增強g-C3N4可見光利用率和光催化活性的方法在催化抗菌和降解有機物方面具有廣闊的應用前景。
在光催化反應過程中，半導體光催化劑受光激發，產生光生電子，并由催化劑的價帶躍遷至導帶，同時在價帶上生成光生空穴，從而在催化劑內部形成高能量的電子-空穴對。其中g-C3N4容易與偶氮染料結合，或者與吸附在催化劑表面的H2O或OH-反應生成具有強氧化能力的活性物種羥基自由基(HO·)，進而將有機物轉化為無害的CO2和H2O；而導帶上的電子則具有還原能力，可以與溶液中的溶解氧(O2)反應生成超氧自由基(·O2-)，再與有機污染物直接反應或者先經過一系列反應生成羥基自由基(HO·)，再與有機物進行降解反應。同時在此過程中溶解氧(O2)可以捕獲光生電子，阻止電子空穴復合，提高光催化活性。
目前通過改性g-C3N4來提高其光催化性能的方法有很多，但由于光催化劑需要在光照情況下才能發揮作用，而長余輝材料可以在光照射的時候貯存光能，在暗態下緩慢釋放光能，使長余輝發光材料與傳統光催化劑復合讓其發揮兩者雙重作用，形成新型在暗態下也能發揮高效光催化性、抗菌性的材料。因此將長余輝材料與改性光催化劑相結合可以構造一種全天候復合光催化材料，具有重大的科學研究意義和社會經濟價值。
發明內容
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