[发明专利]降解水体中有机污染物的石墨烯基光复合催化剂及其制备方法

摘要

本发明提供了降解水体中有机污染物的石墨烯基光复合催化剂及其制备方法，将ZrO2置于N2和NH3的混合气体氛围中发生反应，使NH3气体受热后的N离子取代ZrO2分子中少量的O原子，生成掺氮氧化锆，再在掺氮氧化锆中加入NaOH和AgNO3，并在煅烧的情况下使氢氧化银或氧化银进行分解得到银，并将银与掺氮氧化锆经煅烧后得到了复合银‑掺氮氧化锆，最后将复合银‑掺氮氧化锆球磨至纳米级，然后经超声处理后附在石墨烯上，形成了石墨烯基复合银‑掺氮氧化锆催化剂，本发明利用掺杂非金属和掺杂异种金属的原理，有效减小二氧化锆的禁带宽度，并以石墨烯为基底，将复合银/掺氮氧化锆进行分散和负载，有效提高其催化活性。

主权项

1.降解水体中有机污染物的石墨烯基光复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将ZrO₂于N₂和NH₃的混合气体氛围中，在950‑1200℃加热1‑2h，冷却至室温，得到ZrO_2‑xN_x型掺氮氧化锆；(2)将步骤(1)得到的掺氮氧化锆先在N₂气氛中于400‑500℃煅烧4‑6h，研磨，然后将研磨后的掺氮氧化锆与浓度为5‑10mol/L的NaOH溶液混合，在150‑180℃下加热搅拌1‑2h，再滴加浓度为5‑10mol/L的AgNO₃溶液，继续反应0.5～1h，冷却至常温、过滤，并在无氧环境中干燥，最后将干燥后的固体于氮气氛围中在200‑250℃下煅烧12‑24h，得到复合银/掺氮氧化锆；其中，掺氮氧化锆与NaOH溶液的料液比为0.3g：20‑40mL；NaOH与AgNO₃的物质的量比为1:1；(3)将步骤(2)制备得到的复合银/掺氮氧化锆研磨并分散到聚乙二醇中，经超声处理后，得到复合银/掺氮氧化锆悬浮液；其中，复合银/掺氮氧化锆与聚乙二醇的料液比为0.01g：100‑200mL；(4)将石墨烯分散到聚乙二醇中得到石墨烯的聚乙二醇悬浮液，然后加入步骤(3)得到的复合银/掺氮氧化锆悬浮液，超声处理后，离心，洗涤，干燥，得到石墨烯基光复合催化剂；其中，石墨烯与复合银/掺氮氧化锆质量比为0.5‑1.2:100。