[發(fā)明專利]一種光降解酚類有機(jī)物用光催化材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310079055.5
• 申請日: 2023-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN116196961A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐樹戈;馮小佳
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/24
• 分類號(hào): B01J27/24;C02F1/30;C02F101/34
• 代理公司: 西安銘澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 莊華紅

本發(fā)明屬于光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，公開一種光降解酚類有機(jī)物用光催化材料及其制備方法和應(yīng)用，所述制備方法為：將介孔氮化碳分散于有機(jī)溶劑A中，超聲后，獲得溶液A；將多酸分散于有機(jī)溶劑B中，獲得溶液B；其中，多酸為Hsubgt;3/subgt;PWsubgt;12/subgt;Osubgt;40/subgt;、Hsubgt;3/subgt;PMosubgt;12/subgt;Osubgt;40/subgt;、Hsubgt;4/subgt;SiWsubgt;12/subgt;Osubgt;40/subgt;和Hsubgt;4/subgt;SiMosubgt;12/subgt;Osubgt;40/subgt;中的任意一種；將溶液B加至溶液A中，超聲后干燥，于180～220℃下進(jìn)行燒結(jié)，獲得光降解酚類有機(jī)物用光催化材料。本發(fā)明方法制備的光催化材料中，多酸作為電子受體能捕獲Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;的光生電子從而促進(jìn)光生載流子的分離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對g?Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;光催化活性的改善；且具有高效的可見光光降解苯酚能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光降解酚類有機(jī)物用光催化材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

酚類有機(jī)物是化工、染料、醫(yī)藥等領(lǐng)域在生產(chǎn)發(fā)展過程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生的工業(yè)廢水污染物之一，具有較強(qiáng)的毒性，并且具有穩(wěn)定的苯環(huán)共軛結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致難以降解，且隨著工業(yè)廢水的排放使水中難降解的酚類有機(jī)污染物急劇增加，嚴(yán)重威脅水資源的回收利用。

為了降低工業(yè)廢水中酚類有機(jī)污染物的含量，以便于實(shí)現(xiàn)對水資源的回收利用，現(xiàn)有技術(shù)對于有機(jī)廢水的處理方法主要有膜分離法、吸附法等物理方法，還有電解法、臭氧氧化、光催化氧化等化學(xué)方法，但是上述處理方法能耗仍偏過大、費(fèi)用又比較高、還有可能產(chǎn)生二次污染。因此，提供一種有效、環(huán)保且處理成本低的降解或處理工業(yè)廢水中的酚類有機(jī)物的方法迫在眉睫。

為了解決該技術(shù)問題，發(fā)明人考慮到光催化氧化技術(shù)具有強(qiáng)勁穩(wěn)定的氧化分解能力，在反應(yīng)過程中可以分解并破壞很多有毒有害的有機(jī)物，并可以將它們轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、硝酸根、硫酸根、磷酸根、鹵素等無機(jī)小分子，從而實(shí)現(xiàn)完全礦化、有效環(huán)保處理的目的，故本發(fā)明試圖結(jié)合光催化氧化技術(shù)提供一種有效、環(huán)保且處理成本低的降解或處理工業(yè)廢水中的酚類有機(jī)物的方法。

發(fā)明人考慮到石墨相-氮化碳(g-C₃N₄)具有層狀結(jié)構(gòu)，且晶體結(jié)構(gòu)非常簡單，其價(jià)帶由N_2p軌道構(gòu)成，導(dǎo)帶有C_2p構(gòu)成，且具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)、合適的禁帶寬度、高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、環(huán)境友好和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，故發(fā)明人試圖石墨相-氮化碳作為本發(fā)明光催化材料的制備原料。然而，純的g-C₃N₄材料存在許多缺點(diǎn)：1)由于其特殊的層狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致光生電子-空穴有較高的復(fù)合率，光催化降解污染物效率不高；2)比表面積較小；3)較低的可見光利用率，這些缺點(diǎn)都限制了其大規(guī)模在環(huán)境凈化方面的應(yīng)用。

為此，本發(fā)明提供一種光降解酚類有機(jī)物用光催化材料及其制備方法和應(yīng)用，通過對g-C₃N₄進(jìn)行改性后作為光催化材料以光降解工業(yè)廢水中的酚類有機(jī)物。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種光降解酚類有機(jī)物用光催化材料及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明的光降解酚類有機(jī)物用光催化材料及其制備方法和應(yīng)用是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明第一個(gè)目的是提供一種光降解酚類有機(jī)物用光催化材料的制備方法，包括：

步驟1，以介孔氮化碳為基質(zhì)，將其均勻分散于有機(jī)溶劑A中，隨后進(jìn)行第一次超聲處理，獲得溶液A；

將多酸均勻分散于有機(jī)溶劑B中，獲得溶液B；