[发明专利]一种负载石墨相氮化碳的多孔二氧化硅凝胶颗粒和具有其的纸及其制备方法

说明书

本发明公开了一种负载石墨相氮化碳的多孔二氧化硅凝胶颗粒和具有其的纸及其制备方法，属于环境催化技术领域。采用溶胶‑凝胶法将正硅酸乙酯水溶液与g‑C₃N₄混合，制备得到负载石墨相氮化碳的多孔二氧化硅凝胶颗粒，具有较大的比表面积，孔道结构尺寸可控，助剂粒径大小可控。制备条件温和、工艺简单、原料廉价、重复性好，制备得到的材料具有良好的光催化性能。将其添加至装饰材料内时可提高光催化材料的催化效率，拓宽了光催化材料的研究范围。

技术领域

本发明属于环境催化技术领域，具体涉及一种负载石墨相氮化碳的多孔二氧化硅凝胶颗粒和具有其的纸及其制备方法。

背景技术

环境污染已经成为我国及全世界需要面对的一大突出问题，甲醛是一种无色，有强烈刺激性气味的气体，其37％的水溶液称为福尔马林，医学和科研部门常用于标本的防腐保存。为了防止室内装饰材料和家具的腐蚀，木材在加工前也常用甲醛溶液浸泡防止腐蚀和蛀木虫损坏目的。甲醛的沸点为19.5℃，室温时极易挥发，随着温度的上升挥发速度加快。在我国有毒化学品优先控制名单中列居第二位，已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。室内装修所用的合成板材，如胶合板、细木工板、高密度板、刨花板，以及木质家具等材料中甲醛起胶合剂、防腐剂的作用，会一直向室内缓慢释放，其在前几年的释放量尤为突出。如何有效控制甲醛的释放是解决该问题的难点和研究热点。

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种非金属光催化剂，因合适的禁带宽度(2.7eV)使其在可见光照射下就能进行光解水制氢反应而受到关注。此外，因其热稳定性和化学稳定性好、原料价格便宜等特点，广泛应用于光解水光催化领域。g-C₃N₄光催化剂是一种二维层状材料堆砌而成的块体光催化材料，由于特殊的二维层状结构导致激发电子在层内传递阻力小，层间阻力大，以至于边缘位置((100)晶面)的活性远远高于二维平面上((002)晶面)的活性。传统的粉末状催化剂充分与反应物(如光解水制氢，CO₂还原，NO_x去除等)混合均匀即可起到高效的光催化性能，但纯g-C₃N₄由于自身的粉末特性，无法控制并完全降解从家具内部释放出来的甲醛。因此，需要采用一定的载体作为骨架结构将g-C₃N₄分散均匀进行光催化降解甲醛反应。

传统的壁纸由于透气性差，用其作为骨架载体分散g-C₃N₄不仅不能使溢出的甲醛分子顺利透过壁纸与g-C₃N₄反应，还会因为孔道结构被催化剂堵塞使甲醛分子长期不能散发掉，在几年甚至更长时间依然有甲醛分子溢出。海绵由于很好的孔道结构和机械强度，可以作为良好的载体均匀分散g-C₃N₄进行甲醛降解，但由于海绵中的孔道结构太多且孔径太大，导致甲醛分子溢出时大部分不被催化剂吸附，直接散发至室内，去甲醛效果不好。

因此，制造一种搭载g-C₃N₄的多孔道材料是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明公开了一种负载石墨相氮化碳的多孔二氧化硅凝胶颗粒和具有其的纸及其制备方法，制备条件温和、工艺简单、原料廉价、重复性好，制备得到的材料具有良好的光催化性能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开的一种负载石墨相氮化碳的多孔二氧化硅凝胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：