[发明专利]一种基于模板剂SBA-15合成的介孔氮化碳光催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种基于模板剂SBA‑15合成的介孔氮化碳光催化剂及其制备方法与应用，该光催化剂采用以下制备方法制备得到：(1)取三聚氰胺放入坩埚，将SBA‑15分散于三聚氰胺表面，然后将坩埚密封，再经煅烧得到g‑C₃N₄/SiO₂复合材料；(2)将所得g‑C₃N₄/SiO₂复合材料分散于氢氟酸中，然后经反应、洗涤、冷冻干燥得到目的产物。本发明以三聚氰胺为g‑C₃N₄的前驱体，以SBA‑15为介孔模板，在高温煅烧过程中，三聚氰胺转变为气相进入SBA‑15的孔道中，然后凝结得到g‑C₃N₄/SiO₂复合材料，将g‑C₃N₄/SiO₂复合材料分散在氢氟酸溶液中，去除SBA‑15，即得到目的产物。与现有技术相比，本发明光催化剂比表面积更大，可见光催化性能较好，可高效降解有机污染物，可循环回收使用，且成本较低，制备工艺简单，易于大规模生产。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，涉及一种基于模板剂SBA-15合成的介孔氮化碳光催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

难降解有机污染物广泛存在于化工、能源、材料生产及应用等领域，随着我国工业化水平的提升，废水中的难降解有机物含量常常超标，当前传统方法对于难降解有机物的处理，主要是利用电催化氧化、湿催化氧化、紫外光催化氧化、微生物生物处理等技术对其进行降解，会不可避免的产生二次污染及能源的消耗。为了在降解污染物的过程中，既能降低处理成本，又能提高降解效率，可见光光催化法在解决能源危机与环境污染方面所展现的优越性，已受到广泛的关注。然而现有技术中传统石墨相氮化碳光催化剂仍存在可见光催化性能较差、难以循环回收利用或成本较高等缺陷。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种基于模板剂SBA-15合成的介孔氮化碳光催化剂及其制备方法与应用，以克服现有技术中传统石墨相氮化碳光催化剂可见光催化性能较差、难以循环回收利用或成本较高等缺陷。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的技术方案之一提供了一种基于模板剂SBA-15合成的介孔氮化碳光催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)取三聚氰胺放入坩埚，将SBA-15分散于三聚氰胺表面，然后将坩埚密封，再经煅烧得到g-C₃N₄/SiO₂复合材料；

(2)将所得g-C₃N₄/SiO₂复合材料分散于氢氟酸中，然后经反应、洗涤、冷冻干燥得到目的产物。

进一步的，步骤(1)中，SBA-15与三聚氰胺的质量比为(1～3)：1。

进一步的，步骤(1)中，在空气氛围下进行煅烧，煅烧温度为550℃，保温时间为3～5h，升温速率为10℃/min。

进一步的，步骤(2)中，氢氟酸的浓度为10wt％。

进一步的，步骤(2)中，反应时间为24～48h。

本发明的技术方案之二提供了一种基于模板剂SBA-15合成的介孔氮化碳光催化剂，该光催化剂采用上述制备方法制备得到。

本发明的技术方案之三提供了上述光催化剂的应用，该光催化剂可用于处理含有机污染物的废水，该光催化剂在可见光条件下可对有机污染物进行降解，处理过程包括以下步骤：

将所得光催化剂加入到含有机污染物的废水中，先在黑暗条件下搅拌混匀，然后在可见光条件下继续搅拌。

进一步的，可见光的波长范围为400～780nm。