[发明专利]一种Pd和碳纳米管共掺杂石墨相氮化碳的三元复合催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种Pd和CNTs共掺杂g‑C₃N₄的三元复合催化剂，由Pd、CNTs和g‑C₃N₄构成；所述g‑C₃N₄与CNTs混合；所述Pd附着于g‑C₃N₄或CNTs表面；所述CNTs占g‑C₃N₄的1.37wt.％～13.7wt.％，所述Pd占g‑C₃N₄和CNTs的质量之和的0.5％～7％。本发明提供的Pd和CNTs共掺杂g‑C₃N₄的三元复合催化剂具有较高的光催化活性的同时，还具有优异的循环稳定性，将本发明所提供的催化剂用于光催化有机磷阻燃剂类物质降解，光照6h，有机磷阻燃剂类物质的降解率为62.83％～88.72％，且循环使用3次，降解率为56.63％～80.54％。

技术领域

本发明涉及光催化材料的技术领域，尤其涉及一种Pd和CNTs共掺杂 g-C₃N₄的三元复合催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

多溴联苯醚(PBDEs)是一种工业化学物，常在塑料、聚氨酯泡沫塑料及纺织品中作为阻燃剂使用，但多溴联苯醚同时又是一种全球性的有机污染物，具有持久存在于环境中，不易分解的特点，因此，多溴联苯醚被逐步禁止使用。有机磷阻燃剂(OPFRs)因具有阻燃效果好且毒性相对较低等特点，被认为是最有可能取代PBDEs的阻燃剂，具有十分广阔的应用前景。

但是，随着OPFRs大规模的生产和使用，OPFRs衍生的环境污染和生物毒性日益凸显，而现有的水处理工艺(如生物降解、混凝沉淀、过滤等) 对OPFRs的去除作用十分有限。因此，针对OPFRs这类新兴有机污染物的结构和性质特点来寻找一种经济、高效的去除方法对于保障水生态系统和人体健康具有非常重要的现实意义。

光催化氧化技术利用太阳能和催化剂降解水中难降解的污染物质，在水处理技术领域有着良好的潜在价值和经济效益。目前对于OPFRs的光催化降解主要为以TiO₂为光催化剂，在紫外光条件下催化降解OPFRs。但是使用TiO₂光催化降解OPFRs存在催化活性低的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Pd和碳纳米管(CNTs)共掺杂石墨相氮化碳(g-C₃N₄)的三元复合催化剂及其制备方法与应用。本发明提供的Pd和 CNTs共掺杂g-C₃N₄的三元复合催化剂对有机磷阻燃剂类的物质具有优异的催化降解活性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种Pd和CNTs共掺杂g-C₃N₄的三元复合催化剂，由Pd、 g-C₃N₄和CNTs构成；所述g-C₃N₄与CNTs混合；所述Pd附着于g-C₃N₄或CNTs表面；所述CNTs占g-C₃N₄的1.37wt.％～13.7wt.％，所述Pd占g-C₃N₄和CNTs的质量之和的0.5％～7％。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的Pd和CNTs共掺杂g-C₃N₄的三元复合催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将CNTs依次经纯化处理和活化处理，得到活化的CNTs；

(2)将所述活化的CNTs与三聚氰胺混合后，经煅烧，得到CNTs掺杂 g-C₃N₄的二元复合催化剂；