[发明专利]一种复合光催化材料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种光催化剂，特指一种采用高温煅烧法、水热法及光沉积热法制备的Ag/Fe₃O₄/g-C₃N₄复合光催化材料及其制备方法和用途，属环境材料制备技术领域。

背景技术

四环素属于抗生素类药物，自问世以来，陆续被应用于临床，并已成为应用最多，最广泛的广谱抗菌素。但是其抗药性及其副作用也同时严重影响人们的生活，长时间的低含量的积累容易产生抗药性；研究表明四环素有可能影响牙齿的发育和形成，直接威胁到人们的生命健康。所以合理处理生活废水中的抗生素医药废水是比较重要的一个环节。目前，光催化技术已广泛应用研究于环境中的废水处理的技术。人们对半导体及复合半导体进行改性来处理环境污染取得很好的效果，特别是解决了仅局限于紫外光区的光降解活性，使其在可见光下能够有效的处理生活中的废水、废气等污染物。

近年来，g-C₃N₄的光催化活性引起了人们的广泛关注主要是由于g-C₃N₄具有良好的化学稳定性及可直接利用可见光等优点，因而在光催化氧化环境污染物等方面具有广阔的前景。但是由于其光的利用率低及不可回收，使其应用受到限制。

为了弥补以上两个缺点，现有报道中(Santosh Kumar,Surendar T,Bharat Kumar,Arabinda Baruah,and Vishnu Shanker,Synthesis of Magnetically Separable and Recyclable g-C₃N₄-Fe₃O₄Hybrid Nanocomposites with Enhanced Photocatalytic Performance under Visible-Light Irradiation,J.Phys.Chem.C 2013,117,26135-26143)，将Fe₃O₄与氮化碳负载，虽然可以使催化剂很好回收，又能有效的提高复合催化剂的光催化活性。但是，一方面由于四氧化三铁分散不均匀很难制备出形貌良好的复合材料，而且不稳定，使其相关性能变差，另一方面光催化活性还有待提高。本文成功制备高分散的Fe₃O₄/g-C₃N₄催化材料，又将Ag成功沉积于Fe₃O₄上。目前，研究发现四氧化三铁的导电性和Ag的等离子体效应的共同参与，形成了一个电子快速传导体系，达到了协同光催化降解的效果。加速了光生电子的转移，也增强了光的吸收和利用，提高了电子和空穴对的分离效率，大大促进了体系的光催化降解能力。

发明内容

本发明已经考虑到现有技术中出现的问题，目的在于提供一种高分散高活性的Ag/Fe₃O₄/g-C₃N₄复合光催化材料及其制备方法和用途，该材料能够很好的降解环境中四环素，具有合成简单和降解速率高的特点。

本发明采用的技术方案是：

一种复合光催化材料，是由质量比为0.5～7:3～20:80～97的Ag、四氧化三铁和氮化碳复合而成的复合光催化材料Ag/Fe₃O₄/g-C₃N₄。所述复合光催化材料Ag/Fe₃O₄/g-C₃N₄中，g-C₃N₄作为支撑载体，Fe₃O₄颗粒均匀分散在g-C₃N₄表面，Ag沉积在Fe₃O₄表面。

一种复合光催化材料的制备方法，包括如下步骤：