[發(fā)明專利]一種柔性可回收的C3

在審

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• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114797985A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊興華;李智昂;朱家寶;滕平平;田鳳軍;朱正;張楊
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J27/24;B01J35/06;C02F1/30;D01D5/00;D04H1/728;C02F101/30
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本發(fā)明提供了一種柔性可回收的C₃N₄/ZIF?8復(fù)合納米纖維膜及制備方法。本發(fā)明的C₃N₄/ZIF?8復(fù)合柔性膜是由C₃N₄/ZIF?8復(fù)合高分子纖維交織而成，其制備方法包括以下步驟：1)C₃N₄納米片的制備；2)PAN?C₃N₄紡絲前驅(qū)體溶液的制備；3)靜電紡絲法制備PAN?C₃N₄纖維膜；4)PAN?C₃N₄/ZIF?8復(fù)合纖維膜制備。本發(fā)明的柔性PAN?C₃N₄/ZIF?8復(fù)合纖維膜外觀平整、柔性好、耐高溫、耐氧化、對有機(jī)污染物有高的光催化降解效率等優(yōu)點，由于產(chǎn)生了異質(zhì)結(jié)，催化效果相比于單獨(dú)的C₃N₄和ZIF?8催化劑對有機(jī)物降解效率有了極大的提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于靜電紡絲在有機(jī)污染物降解用復(fù)合光催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性可回收的C₃N₄/ZIF-8復(fù)合納米纖維膜及制備方法。

背景技術(shù)

近年來，面對日益嚴(yán)重的環(huán)境污染，特別是工業(yè)廢水中所包含的有機(jī)污染物以及重金屬離子具有特別強(qiáng)的致癌性和致突變性，水體中有害物質(zhì)的降解越來越受到重視。半導(dǎo)體光催化技術(shù)作為一種環(huán)境友好的綠色催化技術(shù)，可以將豐富的太陽能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，是應(yīng)對環(huán)境污染的有效途徑。利用太陽能催化污染物降解是處理有毒有機(jī)物、解決環(huán)境污染的切實可行途徑。石墨碳氮化物(g-C₃N₄)是光催化領(lǐng)域具有熱穩(wěn)定性、低成本以及可見光譜響應(yīng)的高效非金屬光催化劑，應(yīng)用范圍十分廣泛。C₃N₄作為光催化劑時通常以粉末狀直接放入被污染的廢液中，但這種方法存在光催化劑比表面積較小、光催化效率低以及催化劑難以回收利用的缺點，容易對環(huán)境造成二次污染。

MOFs(Metal organic Framework)是金屬有機(jī)骨架化合物的簡稱。通常是由無機(jī)金屬中心(金屬離子或金屬簇)與橋連的有機(jī)配體通過自組裝方式相互連接，形成的一類具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶態(tài)多孔材料。這些金屬有機(jī)骨架中多數(shù)都具有高的孔隙率和良好的化學(xué)穩(wěn)定性由于能控制孔的結(jié)構(gòu)并且比表面積較大，MOFs材料在催化劑、儲能、吸附等領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用前景。ZIF-8作為MOFs材料中的一種代表，具有MOFs材料的許多特性，如較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性、高電子轉(zhuǎn)移效率以及大的比表面積。其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性有利于金屬到配體之間的電荷轉(zhuǎn)移，可以改善異質(zhì)結(jié)的數(shù)量，增加活性位點的數(shù)量，并將活性物質(zhì)限制在有限的多孔空間中進(jìn)行反應(yīng)。

靜電紡絲技術(shù)是一種簡單有效的制備一維納米纖維的方法，靜電紡絲法制備的纖維有著納米級的直徑以及相對于直徑超長的纖維長度所以可以將靜電紡絲所制備的纖維看作是一維的，可以提供高比表面積。其中,電紡PAN納米纖維表面光滑、直徑均勻并且不溶于水，無序的PAN纖維可以構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其具有柔韌性且遇水形貌不發(fā)生改變，這給光催化降解后催化劑的分離、回收、再利用提供了極大的方便。

鑒于以上幾點，有必要將三者的優(yōu)點結(jié)合起來，來研究一種具有較好光催化性能且易于回收的柔性可見光催化劑。

發(fā)明內(nèi)容