[发明专利]利用铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂去除染料污染物的方法

说明书

本发明公开了一种利用铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂去除染料污染物的方法，该方法采用铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂对染料污染物进行催化处理，其中铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂包括氮化碳，氮化碳中掺杂硫元素形成硫掺氮化碳，硫掺氮化碳表面修饰有铬酸银。本发明采用铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂对染料污染物进行催化处理，即可实现将染料污染物降解为二氧化碳和水，从而实现对染料污染物的有效去除。本发明方法具有工艺简单、操作方便、处理效率高、去除效果好等优点，有着很好的应用价值和应用范围，适合于大规模应用。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，涉及一种利用铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂去除染料污染物的方法。

背景技术

染料是指能使其他物质获得鲜明而牢固色泽的一类有机化合物，它广泛运用于纺织等行业，由于其过量使用和不完全处理使得大量进入到环境中，特别是对于水体环境。这些进入环境系统中的染料极大地影响了生态系统的发展，同时也对人类健康带来不利影响。用于去除染料污染物的方法，包括过滤、吸附、高级氧化、生物降解、光催化降解等，其中过滤和吸附法只是将污染物从一个相转移至里一个相，并不能将其矿化成二氧化碳和水；高级氧化法虽然去除效果好，但是会带来二次污染，且成本高；生物法虽然成本低，但是所需时间长，去除效果受多重因素干扰。

光催化降解可以被看作是一种有效和环境友好的方法。然而，光催化降解所用光催化剂存在以下问题：光利用效率低、光生电子-空穴复合快、光催化性能差等，由于光催化剂本身仍存在大量缺陷从而极大限制了光催化降解的广泛运用。近年来，氮化碳（g-C₃N₄）作为一种非金属型半导体光催化剂，因其合适的能带位置、化学性能稳定、廉价易制备等特性而受到广泛关注。理论上g-C₃N₄的能隙约为2.7 eV，能利用波长为460 nm以下的太阳光。然而，g-C₃N₄存在比表面积小、光吸收性能差、光生电子-空穴易重组、光催化性能弱等问题极大限制了g-C₃N₄的应用。为了改善g-C₃N₄的光催化性能，通常利用掺杂、构建异质结等方法提升g-C₃N₄光催化材料的对光谱的吸收范围，加快光生电子-空穴分离速度，从而提升光催化剂的光催化性能。非金属硫元素掺杂是一种安全有效的掺杂方法，它对改善g-C₃N₄的电子结构发挥着重要的作用，但是现有硫掺氮化碳合成过程繁琐复杂，且引入了其他物质N,N-二甲基甲酰胺，这可能会引入氧元素，从而对催化剂性能产生不利影响。另外，铬酸银（Ag₂CrO₄）是一种银基半导体光催化剂，其较小的能隙（1.7 eV）能对可见光很好的响应，增加光催化剂对可见光的吸收，但是通过构建Ag₂CrO₄/ g-C₃N₄异质结结构仍然无法有效改善氮化碳的结构特性和光学特性，从而难以提高催化剂的性能，使得光催化剂的实际应用受到严重限制。因此，如何全面改善现有光催化降解技术中存在的问题和缺陷，获得一种吸光能力强、光生电子-空穴复合率低、光催化性能好的光催化材料以实现对染料污染物的快速、高效处理，这对于扩大光催化降解技术在处理染料污染物中的应用范围具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、操作方便、处理效率高、去除效果好的利用铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂去除染料污染物的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种利用铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂去除染料污染物的方法，所述方法采用铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂对染料污染物进行催化处理；所述铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂包括氮化碳，所述氮化碳中掺杂硫元素形成硫掺氮化碳，所述硫掺氮化碳表面修饰有铬酸银。