[发明专利]一种具有可见光响应的金属锰修饰的碱化类石墨相氮化碳非均相类芬顿光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有可见光响应的金属锰修饰的碱化类石墨相氮化碳非均相类芬顿光催化剂的制备方法，包括(1)将氮化碳源、铵盐以及钾盐三者充分研磨，混匀，550℃下高温煅烧保持4h；将所得淡黄色粉末倒入100mL去离子水中搅拌6h，除去多余钾盐，离心，至上清液为中性，80℃下干燥，得到碱化g‑C₃N₄粉末；(2)取上述粉末0.24g溶于50mL去离子水中，超声3h形成前驱体溶液，再将一定物质的量锰盐溶于25mL去离子水中,将其与前驱体溶液混匀，室温下搅拌24h，抽滤，80℃下干燥，得金属锰修饰的碱化类石墨相氮化碳(g‑C₃N₄)非均相类芬顿光催化剂。本光催化剂突出优点是比表面积较大，吸附性高，可见光下有较强光催化活性，可高效处理实际废水，可见光下COD去除率达77.1％。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，具体涉及一种具有可见光响应的金属锰修饰的碱化类石墨相氮化碳非均相类芬顿光催化剂的制备方法。

背景技术

近年来，随着我国经济迅猛发展以及人民生活质量的上升，环境问题日益凸显，总体环保意识薄弱和治污技术较落后等原因导致各种污染得不到有效的控制，其中水体污染问题尤为紧迫，受到各界广大的关注，而工业废水的排放则是水污染的主要原因。动植物会吸收有毒有害物质而使其残留在体内，最终通过食物链到被人类摄取，对人体健康构成较大潜在风险，甚至会致癌，致畸和致突变，因此，开发高效的技术来处理实际工业废水，使其达到国家所规定的排放标准是现在迫切的需要。

Fenton技术作为高级氧化技术之一，因其具有高效筛选，成本较低，反应迅速，操作过程简单，环境友好且能高效降解多种有机污染物等特点受到了广泛的关注。传统的Fenton技术采用Fe²⁺/H₂O₂体系来氧化有机物，但是由于此体系中H₂O₂的利用率不高而不能充分矿化有机物和残留Fe²⁺难以除去而造成二次污染等缺陷，使得其在废水处理实际应用过程中受到限制；而后人们将近紫外光引入Fenton试剂中，开启光Fenton的研究历程，另外将一些过渡金属如Co、Ce、Cu、Mn、Ni等来替代或加快Fe²⁺对H₂O₂的催化作用，效果得以改善，以上技术统称为类Fenton技术。

基于不能充分利用H₂O₂和残留Fe²⁺难除去的缺点，我们采用表面碱化类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)的方法，同时引进Mn²⁺来代替Fe²⁺以提高光催化性能。所得的产物具有良好的光敏性和光吸收能力且可见光响应强、催化效率高，且能高效处理实际工业废水中的有机物质。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种具有可见光响应的金属锰修饰的碱化类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)非均相类芬顿光催化剂的制备方法，这种光催化剂的具有窄的禁带宽度、较强的光吸收、较好的光催化性能，以及高效处理实际制药工业废水的能力。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种具有可见光响应的金属锰修饰的碱化类石墨相氮化碳非均相类芬顿光催化剂的制备方法，所述方法包括，

(1)、将一定物质的量的氮化碳源、一定物质的量的铵盐以及一定物质的量的钾盐三者充分研磨，混合均匀，在马弗炉中高温煅烧，以2.5℃/min升温到550℃并保持4h；将所得的淡黄色粉末倒入100mL去离子水中搅拌洗涤6h，除去多余的钾盐，而后离心，至上清液为中性，80℃下干燥，得以碱化g-C₃N₄粉末；