[发明专利]一种非金属PI-g-C3

说明书

本发明属于光催化材料技术领域，公开了一种非金属PI‑g‑C₃N₄纤维膜光催化剂及其制备方法。该催化剂的组成不含金属元素，催化剂的宏观形态为纤维膜，纤维膜由PI‑g‑C₃N₄纤维组成。本发明还提供非金属PI‑g‑C₃N₄纤维膜光催化剂的制备方法。所制备的PI‑g‑C₃N₄纤维膜可以膜的形态应用于光催化反应过程中，易于操作和回收。该纤维膜在可见光照射下，并在过一硫酸盐(PMS)存在时，可催化降解水中有机污染物。本发明工艺设备简单，操作性强，适于规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种非金属PI-g-C₃N₄纤维膜光催化剂及其制备方法，属于光催化材料技术领域。

背景技术

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一种具有潜力的半导体光催化剂，具有可见光响应性能、不含金属元素、稳定性好等特点。但是，g-C₃N₄存在光生电子-空穴分离效率低、导电性差、活性低等缺点。通过将g-C₃N₄与其他半导体材料复合，可以有效提高其催化活性。目前，用于复合g-C₃N₄的半导体材料主要为BiVO₄、TiO₂、Ag₃PO₄等金属半导体。然而，含金属的光催化剂在使用过程中容易发生金属溶出，对环境造成潜在危害。

苝酰亚胺(PTCDI，简称PI)是一种具有离域π-π电子结构的n-型有机半导体光催化剂，在可见光范围内具有宽而强的吸收，具有良好的电子转移能力、热稳定性和光稳定性。PI修饰可以显著增强半导体材料的电子转移能力，增强光生电子-空穴的分离效率。苝酸二酐(PTCDA)是PI常用的前驱体。目前，由研究者通过PTCDA与g-C₃N₄在N₂气氛下反应，制备了PI修饰的氮化碳光催化剂(PI-g-C₃N₄)。然而，目前的PI-g-C₃N₄制备方法繁琐，且制备的PI-g-C₃N₄局限于粉末状态。

发明内容

本发明提供了一种非金属PI-g-C₃N₄纤维膜光催化剂及其制备方法，得到了光催化活性高且具有膜形态的非金属光催化剂。

本发明的目的是制备具有可见光响应的非金属纤维膜催化剂。

本发明中涉及以下术语，含义均做如下解释：

三聚氰酸：化学式为C₃H₃N₃O₃，英文名称为Cyanuric acid。

苯并胍胺：化学式为2,4-Diamino-6-phenyl-1,3,5-triazine，英文名称为Benzoguanamine。

石墨相氮化碳：化学式为graphite-C₃N₄，简写为g-C₃N₄。

苝酰亚胺：化学式为Perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic imide，简称PTCDI，该专利中进一步简称为PI。

苝酸二酐：化学式为Perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride，简称PTCDA。