[发明专利]一种氮化碳/贻贝壳非金属复合微纳米光催化材料的制备方法

说明书

本发明涉及光催化材料技术领域，针对氮化碳材料的光电转化效率不高的问题，提供了一种氮化碳/贻贝壳非金属复合微纳米光催化材料的制备方法，将贻贝壳微纳米材料在室温下与氮化碳的前驱体按质量比(0.02‑0.3):1混合均匀，再经过煅烧处理得到氮化碳/贻贝壳复合微纳米光催化材料。本发明的贻贝壳与氮化碳接触紧密、复合均匀，形成良好的复合材料；该氮化碳/贻贝壳复合微纳米光催化材料的光催化活性和对有机污染物的吸附、降解能力得到了提高；制备方法简单、绿色环保、易规模化生产。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，尤其是涉及一种氮化碳/贻贝壳非金属复合微纳米光催化材料的制备方法。

背景技术

目前，在解决未来能源和环境危机的问题上，人们已经将太阳能直接转化为其它能源视为一个可持续的绿色途径。光催化技术在环境治理方面具有重要的应用价值，该技术的关键是开发出合适的光催化剂，进而才能促使如水分解产生氢气和氧气、化合物燃烧产物的降解、有机污染物的降解、细菌的消毒、以及有机化合物的选择性合成等反应的发生。目前市场上的光催化材料主要为TiO₂纳米材料，然而TiO₂只能被太阳光中的紫外光（仅占太阳光能量的4%）驱动发挥作用，其对太阳光的利用率较低，催化性能不理想。因此急需开发一种新型环境友好、高效、宽谱驱动的光催化材料产品。人们发现碳化氮具有来源广泛、合成简便、热稳定性和化学稳定性较强、具有相对较低的带隙 (2.7eV)的优点，可以利用太阳光中的紫外光和可见光光谱（约占太阳光能量的44%），对太阳光的利用率相对较高，但其宽带缝隙和低量子产量在很大程度上限制了光催化效率。因此，要提高氮化碳材料的光电转化效率，必须提高其导电性。可以通过物理复合改性、化学掺杂改性等方法对氮化碳进行改性，以降低光生电子-空穴的复合率，提高电子或空穴的利用率。

贻贝壳资源是一种具有巨大应用前景的海洋材料，然而，大部分贻贝壳处于废弃状态未得到充分利用，仅极少量在建筑材料、畜牧祠料添加剂等领域应用。研究表明贻贝壳经处理后可制备成一种功能性微纳米骨架材料，具有良好的吸附、杀菌等作用，是优异的吸附材料和光催化载体，利于光催化降解有机污染物。

发明内容

本发明为了克服现有技术的问题，提供一种氮化碳/贻贝壳非金属复合微纳米光催化材料的制备方法，使贻贝壳与氮化碳接触紧密、复合均匀，形成良好的复合材料，利于对有机污染物的吸附和降解，提高其光催化活性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种氮化碳/贻贝壳非金属复合微纳米光催化材料的制备方法，将贻贝壳微纳米材料在室温下与氮化碳的前驱体按质量比(0.02-0.3):1混合均匀，再经过煅烧处理得到氮化碳/贻贝壳复合微纳米光催化材料。

本发明将氮化碳与贻贝壳微纳米材料复合，使贻贝壳与氮化碳接触紧密、复合均匀，该光催化材料综合了氮化碳和贻贝壳微纳米材料的优势，在太阳光的照射下能够快速去除水体中的有机污染物以及杀灭有害细菌，光催化活性高。

作为优选，贻贝壳微纳米材料制备方法为：贻贝壳水洗、风干、初步粉碎后800-1200℃煅烧3-6h，再经微纳米粉碎机深度破损、球磨机研磨制备得到贻贝壳微纳米材料。

作为优选，贻贝壳的初步粉碎在贻贝壳粉碎机中进行，贻贝壳粉碎机包括壳体、转轴和电机，壳体上方设有进料口，转轴设置在壳体内部，电机设置在壳体上方与转轴上端相连驱动转轴转动，转轴上垂直设有若干沿其侧面一周均匀布置的刀片组，刀片组中的刀片竖直方向排列，壳体侧壁在刀片对应处设有若干凸起环，凸起环纵向紧密连接布置且从上到下逐渐靠近刀片，最下方的凸起环接近刀片，转轴下方间隔设有过滤板，过滤板上设有纵向通孔供小颗粒物通过，壳体外侧设有振动电机驱动过滤板振动，过滤板一侧的壳体侧壁设有开口一，开口一上方设有一根推杆，推杆的手柄位于壳体外，推杆远离手柄的一侧设有向下的刮板，移动推杆可以带动刮板将粉碎物刮至开口一，开口一外侧设有粗品槽，过滤板下方设有一下倾的倾斜板，倾斜板的下端伸出壳体侧壁，且壳体侧壁在倾斜板伸出处设有开口二。