一种氮化碳/纤维素气凝胶复合光催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108079966A(43)申请公布日2018.05.29(21)申请号201711430925.X(22)申请日2017.12.26(71)申请人肇庆市华师大光电产业研究院地址526238广东省肇庆市肇庆高新区荔园街双创园(72)发明人陈志鸿王新马歌吕海钦(74)专利代理机构天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)12210代理人赵凤英(51)Int.Cl.B01J20/24(2006.01)B01J20/30(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J31/06(2006.01)C02F101/30(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种氮化碳/纤维素气凝胶复合光催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明为一种氮化碳/纤维素气凝胶复合光催化剂及其制备方法和应用。所述的制备方法为将普通棉花置于100～120℃马弗炉中烘烤后加入到0.5～5M的NaOH溶液，稀释后加入纳米片状氮化碳，搅拌均匀，加入盐酸调节pH＝7，得到混合有氮化碳的纤维素凝胶；凝胶用去离子水浸泡清洗后冷冻干燥，即可得上述氮化碳/纤维素气凝胶复合光催化剂。本发明所得的复合光催化剂对于染料废水具有很强的光催化活性和吸附性，可以直接应用在印染废水处理中。CN108079966ACN108079966A权利要求书1/1页1.一种氮化碳/纤维素气凝胶复合光催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（a）将普通棉花置于100~120℃马弗炉中烘烤10min~12h后冷却；（b）配制浓度为0.5~5M的NaOH溶液，加入烘烤后的棉花搅拌过夜，过滤掉杂质后得到链长较短的纤维素溶液；每10mLNaOH溶液中，棉花的加入量为0.01g~10g；（c）取适量氮化碳分散在无水乙醇或去离子水中，超声处理20-24小时，再在50-60℃干燥后，得到纳米片状氮化碳；（d）将步骤（b）中得到的纤维素溶液进一步稀释后加入纳米片状氮化碳，搅拌均匀，加入盐酸调节溶液至中性，得到混合有氮化碳的纤维素凝胶；将纤维素溶液稀释10~200倍后，每10mL纤维素溶液中，纳米片状氮化碳的加入量为0.01~10g；（e）凝胶用去离子水浸泡清洗2~3次后冷冻干燥，即可得上述氮化碳/纤维素气凝胶复合光催化剂；所述步骤（d）中，调节pH使用的盐酸浓度为0.01~5M。2.如权利要求1所述的氮化碳/纤维素气凝胶复合光催化剂的制备方法，其特征在所述步骤（e）中，每次对混合凝胶进行清洗时都要在水中浸泡8h以上，冷冻干燥前需要进行预冻处理24小时。3.如权利要求1所述的氮化碳/纤维素气凝胶复合光催化剂的应用，其特征为用于光催化降解污水中的有机物。4.如权利要求3所述的氮化碳/纤维素气凝胶复合光催化剂的应用，其特征为所述的有机物为亚甲基蓝。2CN108079966A说明书1/3页一种氮化碳/纤维素气凝胶复合光催化剂及其制备方法和应用技术领域：[0001]本发明涉及一种氮化碳/纤维素气凝胶复合光催化剂及其制备方法和应用，属于催化技术领域。背景技术：[0002]环境污染与能源危机是当今人类所面临的两个重大问题。光催化技术作为一门新兴的催化技术，为人类解决环境污染与能源危机提供了可能。光催化剂在光降解有机污染物、光解水制氢等方面表现出了广阔的应用前景。然而，单一组份光催化剂的太阳能利用率低下，光生电子-空穴复合率高，量子效率低以及催化剂回收困难等问题限制了其应用。因此，通过对光催化剂进行改性，拓展其光吸收范围以实现对太阳能的充分利用，抑制光生载流子复合，提高其催化活性，已成为材料、化学与环境等学科的研究热点。[0003]纤维素是自然界中储量最为丰富的一种天然高分子材料。作为继无机气凝胶和合成聚合物气凝胶之后的第三代气凝胶，纤维素气凝胶材料兼具了纤维素绿色可再生的优点和气凝胶材料多孔的结构特性，其具有的良好生物相容性以及可降解性在生物，医药，环境等学科均有很大的应用发展前景，已成为目前国内外研究者关注的热点之一。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种氮化碳/纤维素气凝胶复合光催化剂的制备方法，该制备方法使用纤维素制备气凝胶，以及在凝胶形成的过程中就加入氮化碳纳米片状材料，所得的复合光催化剂对于染料废水具有很强的光催化活性和吸附性，可以直接应用在印染废水处理中。工艺流程简单，原料来源丰富，氮化碳负载量大且分散均匀，有利于大规模生产；使用的纤维素气凝胶具有良好的环境相容性，不会对环境造成二次污染。[0005]本发明的技术方案为：[0006]一种氮化碳/纤维素气凝胶复合光催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：[0007](a)将普通棉花置于100～120℃马弗炉中烘烤10min～12h后冷却；[0008](b)