[发明专利]具有光催化性能的氮掺杂碳量子点及其制备方法和盐酸四环素的降解方法

说明书

本发明公开了一种具有光催化性能的氮掺杂碳量子点及其制备方法和盐酸四环素的降解方法，该制备方法为：将乙二胺于水中进行水热反应，接着将体系离心、取上清液进行透析以得到具有光催化性能的氮掺杂碳量子点。该具有光催化性能的氮掺杂碳量子点具有优异的分散性和催化效率进而能够催化盐酸四环素降解；同时该制备方法具有产物形貌可控、成本低和重现性好的优点；该盐酸四环素的降解方法的条件温和。

技术领域

本发明涉及掺杂碳量子点，具体地，涉及一种具有光催化性能的氮掺杂碳量子点及其制备方法和盐酸四环素的降解方法。

背景技术

四环素(TC)已被广泛用于治疗人和动物感染，在环境中的存在可能导致抗生素抗性问题，这对人类和动物的健康构成严重威胁。然而，由于其稳定的化学结构和对生物降解的顽固性，TC不能通过常规废水处理过程有效去除。因此，需要用于处理废水中TC的新技术。近年来，由于其高效率和长期可靠性，废水中TC的光催化降解受到了很多关注。

一些传统的光催化剂，例如TiO₂，已被证明具有在紫外光照射下降解TC的能力。然而，这些光催化剂对太阳光能的利用不足阻碍了它们的实际应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有光催化性能的氮掺杂碳量子点及其制备方法和盐酸四环素的降解方法，该具有光催化性能的氮掺杂碳量子点具有优异的分散性和催化效率进而能够催化盐酸四环素降解；同时该制备方法具有产物形貌可控、成本低和重现性好的优点；该盐酸四环素的降解方法的条件温和。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有光催化性能的氮掺杂碳量子点的制备方法，该制备方法为：将乙二胺于水中进行水热反应，接着将体系离心、取上清液进行透析以得到具有光催化性能的氮掺杂碳量子点。

本发明还提供了一种具有光催化性能的氮掺杂碳量子点，该具有光催化性能的氮掺杂碳量子点通过上述的制备方法制备而得。

本发明进一步提供了一种盐酸四环素的降解方法，该降解方法为：首先将上述的具有光催化性能的氮掺杂碳量子点、盐酸四环素于水中在黑暗条件下进行搅拌，接着在可见光下进行接触反应。

在上述技术方案中，本发明以乙二胺为碳源和氮源制备得到氮掺杂碳点；氮掺杂碳点既可以作为电子的供体，也可以作为电子的受体，碳点优异的光诱导电子转移特性可以应用于光催化降解反应；进而使其催化只需在可见光的条件下进行，而无需在紫外线下进行，进而提高了太阳能的利用率，最终通过该氮掺杂碳点开发了一种简单、低成本、催化效率高、快速有效的降解四环素的方法。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1-1为实施例3中制备的氮掺杂碳量子点的透射电子显微镜照片(TEM)；

图1-2为实施例3中制备的氮掺杂碳量子点的TEM表征结果统计图；

图2-1为实施例3中制备的氮掺杂碳量子点的紫外吸收图(Absorbance)；

图2-2为实施例3中制备的氮掺杂碳量子点的激发和发射光谱图；

图3为实施例3中制备的氮掺杂碳量子点的红外图(FTIR)；

图4为实施例3中制备的氮掺杂碳量子点的X射线光电子能谱分析(XPS)；

图5为实施例3中制备的氮掺杂碳量子点降解盐酸四环素的紫外吸收变化图；

图6为实施例3中制备的氮掺杂碳量子点降解四环素的速率图。

具体实施方式