[发明专利]g-C3N4/ZnO/凹凸棒复合光催化纳米矿物材料及其制备方法、应用

说明书

本发明提供一种g‑C₃N₄/ZnO/凹凸棒复合光催化纳米矿物材料，包括以下原料：二水合乙酸锌、氢氧化钠、聚乙烯吡咯烷酮、尿素和凹凸棒；其中，凹凸棒的用量为二水合乙酸锌质量的1.95％～24.7％。本发明提供一种g‑C₃N₄/ZnO/凹凸棒复合光催化纳米矿物材料的制备方法，步骤如下：称取二水合乙酸锌溶解在无水乙醇中，得到二水合乙酸锌溶液；向二水合乙酸锌溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌，然后加入凹凸棒粉末，即得到二水合乙酸锌/凹凸棒复合物溶液；将氢氧化钠的乙醇溶液滴入二水合乙酸锌/凹凸棒复合物溶液中，搅拌、静置、离心，得到沉淀物，洗涤、干燥、煅烧、研磨，得到ZnO/凹凸棒复合样品；将ZnO/凹凸棒复合样品与尿素混合研磨，煅烧，即得到g‑C₃N₄/ZnO/凹凸棒复合光催化纳米矿物材料。

技术领域

本发明涉及水污染处理技术领域，尤其涉及一种g-C₃N₄/ZnO/凹凸棒复合光 催化纳米矿物材料及其制备方法、应用。

背景技术

要使得当前的水污染以及水文环境问题得到彻底的改善，需要研究出高效 并且经济的水处理净化技术。目前我国处理水污染手段主要采用物理方法、化 学方法和生物方法三大类方法。物理方法与化学方法在处理水污染的过程中会 产生高额的费用，比如活性炭吸附方法，这种物理吸附的方法在废水的处理过 程中效果比较明显，然而这种工艺的建设与运转费用十分昂贵，不能大规模的 普及。生物处理方法主要是利用微生物对污水的代谢作用来实现降解污水的目 的。相较于物理方法与化学方法，该方法具有清洁环保的优点，且二次污染较 小。然而该方法受到多方面因素的影响，如微生物的用量，温度、湿度等环境 因素。另外不同类型的有机污染物需要的微生物类型不同，在处理复杂成分污 水时也受到局限。众多因素的限制导致生物方法也难以实现大范围的推广。

半导体光催化技术是一高效且清洁的新型氧化技术，目前已成为水环境保 护领域的重要发展方向。其优势包括以下几个方面：(1)该技术主要能源为太 阳光，是取之不尽用之不竭的天然能源；(2)半导体光催化剂具有结构稳定、 可实现循环利用和廉价等优点；(3)废水中有机污染物可以被降解成简单的小 分子，没有二次污染；(4)对环境的要求低，反应能够在常温常压的条件下进 行，易于控制等。

但目前纯物质半导体材料无法同时保证高效的同时拥有较大的可见光利用 率，因此需要其他物质的掺杂来扩大其对可见光谱的响应范围。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高效且可见光谱响应范围广的g-C₃N₄/ZnO/凹 凸棒复合光催化纳米矿物材料，还提供了工艺简单的g-C₃N₄/ZnO/凹凸棒复合光 催化纳米矿物材料的制备方法，及g-C₃N₄/ZnO/凹凸棒复合光催化纳米矿物材料 在降解亚甲基蓝上的应用。

本发明提供一种g-C₃N₄/ZnO/凹凸棒复合光催化纳米矿物材料，包括以下原 料：二水合乙酸锌、氢氧化钠、聚乙烯吡咯烷酮、尿素和凹凸棒；其中，凹凸 棒的用量为二水合乙酸锌质量的1.95％～24.7％。

本发明还提供了上述g-C₃N₄/ZnO/凹凸棒复合光催化纳米矿物材料的制备方 法，包括以下步骤：

S1，称取二水合乙酸锌溶解在无水乙醇中，得到二水合乙酸锌溶液；

S2，向二水合乙酸锌溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌，然后加入凹凸棒 粉末，即得到二水合乙酸锌/凹凸棒复合物溶液；

S3，将氢氧化钠的乙醇溶液逐滴滴入二水合乙酸锌/凹凸棒复合物溶液中， 搅拌、静置、离心，得到沉淀物，洗涤、干燥、煅烧、研磨，得到ZnO/凹凸棒 复合样品；