[发明专利]一种g-C3N4/S-TiO2/AC光催化剂及其制备方法和应用有效
| 申请号： | 201410749861.X | 申请日： | 2014-12-10 |
| 公开（公告）号： | CN104399511A | 公开（公告）日： | 2015-03-11 |
| 发明（设计）人： | 陈孝云;陈星;陆东芳;高骁敏;常鼎伟;叶红;华月钿 | 申请（专利权）人： | 福建农林大学 |
| 主分类号： | B01J27/24 | 分类号： | B01J27/24;C02F1/30 |
| 代理公司： | 福州元创专利商标代理有限公司 35100 | 代理人： | 蔡学俊 |
| 地址： | 350002 福*** | 国省代码： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 sub tio ac 光催化剂 及其 制备 方法 应用 | ||
技术领域
本发明属于催化剂的制备领域，具体涉及一种g-C3N4/S-TiO2/AC光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
2009年，我国科学家与德国、日本科学家合作发现了不含金属组分的共轭聚合物石墨相氮化碳(g-C3N4)可见光光催化材料，并利用态密度泛函理论(DFT)和电化学方法，研究了氮化碳的能带结构，发现g-C3N4具有典型的半导体能带结构，sp2杂化的N2p轨道构成g-C3N4的最高占据分子轨道(HOMO)，而C2p杂化轨道则组成其最低未占据分子轨道(LUMO)，带隙约为2.7eV，比表面积为10 m2/g，在λ> 387 nm可见光诱导下，既能催化氧化还原反应。与传统聚合物半导体相比，氮化碳具有优良的耐磨性、化学稳定性和热稳定性，且制备方法简单。这种非金属光催化材料的发现打破了光催化剂必须含有金属成分的传统认识，为人工共轭聚合物作为新型光催化材料开辟了一条新途径。
然而，g-C3N4聚合物作为光催化剂还存在一些问题，如比表面积小、产生光生载流子的激子结合能高、量子效率低和禁带宽度偏大(λ＜460 nm)而不能有效利用太阳光等。针对这些问题，科学家们围绕g-C3N4开展了大量的研究工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种g-C3N4/S-TiO2/AC光催化剂及其制备方法和应用，制得的光催化剂可以高效利用太阳能，在深度净化有机污染水体上展现出良好的应用前景。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种g-C3N4/S-TiO2/AC光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
1) 在溴化1-丁基-3-甲基咪唑[Bmim]Br中加入0.5g纳米纤维素，在超声波作用下升温至40℃，反应4h，用液氮快速冷冻处理1h；缓慢融解，在超声波作用下缓慢滴加50mL钛酸四丁酯和无水乙醇的混合液(体积比1:10)，反应2h，加入3g硫脲，反应5h，加入5g二氨基马来腈和二聚氰胺的混合物(摩尔比1:1~3:1)，将温度和压力分别升至200~300℃和20~25MPa，保温保压反应5h，冷冻干燥，研磨；
2) 将研磨后的样品在高纯氮气保护下，以5℃/min升温至400℃，恒温1h，然后以10℃/min升温至520℃，保温2h，自然冷却至室温，制得所述的g-C3N4/S-TiO2/AC光催化剂。
所述的g-C3N4/S-TiO2/AC光催化剂用于太阳光下深度净化有机污染水体。
本发明的显著优点在于：本发明制得的光催化剂可以高效利用太阳能，在深度净化有机污染水体上展现出良好的应用前景。
附图说明
图1为g-C3N4/TiO2/AC和g-C3N4/S-TiO2/AC的紫外-可见漫反射光谱。
图2为TiO2、g-C3N4和g-C3N4/S-TiO2/AC光催化剂的XRD谱。
图3为g-C3N4/TiO2/AC和g-C3N4/S-TiO2/AC光催化剂的XPS谱。
图4为太阳光下g-C3N4/S-TiO2/AC光催化剂重复使用6次对对二甲基氨基偶氮苯磺酸钠的净化效果。
具体实施方式
实施例1
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