[发明专利]一种可见光降解有机污染物的复合光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种可见光降解有机污染物的复合光催化剂，由包括石墨相氮化碳、去离子水以及助催化剂制成，所述g‑C3N4和助催化剂的质量比为0.1～10:0.01～1。本发明还提供一种可见光降解污染物的复合光催化剂的制备方法。本发明具有如下突出效果：过程易于控制、工艺简单、操作方便、用量少、耗时短、效率高，改变了g‑C3N4仅在波长小于475nm光照条件下才能催化氧化的限制，使g‑C3N4在可见光照下就能发生能级跃迁催化氧化出羟基负离子和超氧负离子，达到降解和/或清除有机污染物的目的，并且可广泛应用于环境治理的各个方面。

技术领域

本发明涉及光催化剂领域，具体为一种可见光降解有机污染物的复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

随着人们对环境问题认识的不断深入及对有机污染物处理技术要求的不断提高，利用半导体特别是纳米g-C₃N₄的光催化作用降解和消除有害有机物引起了人们极大的兴趣。纳米g-C₃N₄在光照射下产生强烈的氧化能力，可以把许多难分解的有毒有机污染物氧化分解为二氧化碳、水等无机物。其优点是:反应条件温和，能耗低，在紫外光或太阳光照射下即可发生光催化反应；反应速度快，废水停留时间仅需要几分钟到几小时；降解没有选择性；无二次污染；应用范围广等。目前研究中多采用高压汞灯、黑光灯、紫外线杀菌灯等人工光源，能量消耗很大，若能扩展光催化剂的光谱利用范围，以太阳光作为光源，则可使设备投资和运行成本大大降低。但是，g-C₃N₄对短光依赖性强，在可见光下的催化活性不高，大尺寸的g-C₃N₄比表面积小，且分散性差，从而导致整体催化能力差。

发明内容

本发明的目的针对以上所述现有技术光催化降解有机污染物过程中存在的不足，提供一种可见光降解有机污染物的复合光催化剂，其是较为稳定的复合材料，通过采用助催化材料对催化材料进行改性，制得的复合光催化剂在水中分散性好、在可见光下就能激发并降解有机污染物，同时提高了催化效率，可用于降解大部分有机污染物并且有效的满足人们的需求。

本发明另一目的是提供所述可见光降解有机污染物的复合光催化剂的制备方法。

为了实现本发明上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可见光降解污染物的复合光催化剂，由包括石墨相氮化碳(g-C₃N₄)、去离子水以及助催化剂制成，所述g-C₃N₄和助催化剂的质量比为0.1～10:0.01～1。

所述g-C₃N₄是将三聚氰胺与尿素按1～10:1～5的在质量比混合并研磨混匀后，置入马弗炉中加热制得。

所述马弗炉升温幅度为5～20℃/min，保温温度为450～600℃。

所述助催化剂为可见光催化剂，可以是硫化镉(CdS)、黑磷(BP)、二硫化钼(MoS₂)、二硫化钼(MoS₂)、钛酸铋(Bi1₂TiO₂₀)和/或氧化石墨烯(GO)。

一种可见光降解污染物的复合光催化剂的制备方法，其包括的步骤如下：

(1)、将g-C₃N₄研磨后加入到分散液中，通过超声分散得到第一分散液后，然后干燥得到g-C₃N₄粉末；

(2)、将助催化剂分散到去离子水中得到第二分散液；

(3)、将g-C₃N₄粉末加入到所述第二分散液中混匀制得混合溶液，其中所述g-C₃N₄、去离子水、助催化剂的质量比为0.1～10:300～500:0.01～1；