一种Ni/CeO2/g-C3N4复合材料及其在光催化中的应用制造技术

技术编号:20918129 阅读:140 留言:0更新日期:2019-04-20 10:01
本发明专利技术涉及一种Ni/CeO2/g‑C3N4复合材料及其在光催化中的应用,所述Ni/CeO2/g‑C3N4复合材料在可见光下,可有效降解TCAA,可见光下45min,降解率达86%。

A Ni/CeO2/g-C3N4 Composite and Its Application in Photocatalysis

The invention relates to a Ni/CeO 2/g C3N4 composite material and its application in photocatalysis. The Ni/CeO 2/g C3N4 composite material can effectively degrade TCAA under visible light, 45 minutes under visible light, and the degradation rate reaches 86%.

【技术实现步骤摘要】
一种Ni/CeO2/g-C3N4复合材料及其在光催化中的应用
本专利技术属于材料及光催化领域,具体涉及一种Ni/CeO2/g-C3N4复合材料及其在光催化中的应用。
技术介绍
水是人类赖以生存不可或缺的资源,水污染问题一直困扰着人们,氯代乙酸(HAAs)尤其是三氯乙酸(TCAA)在工业、农业上广泛使用,也是水消毒过程中的主要消毒副产物,具有强致癌性,严重威胁着人类的生命安全。先前专利技术人发现一种二氧化铈/石墨相氮化碳复合材料在可见光下60min可使水中TCAA的降解率达52%,为了进一步提高二氧化铈/石墨相氮化碳复合材料对TCAA催化降解活性,本专利技术提供一种镍掺杂的二氧化铈-石墨相氮化碳复合材料,该材料在可见光下,可有效降解TCAA,可见光下45min,降解率达86%。
技术实现思路
本专利技术提供一种Ni/CeO2/g-C3N4复合材料,其特征在于所述Ni/CeO2/g-C3N4复合材料的制备方法包括如下步骤:(1)将二聚氰胺、三聚氰胺于研钵中研磨均匀后,置于马弗炉中,以10℃/min的速率升温至550℃,保温5小时后,以5℃/min的速率降至室温,即得g-C3N4;(2)将硝酸亚铈、硝酸镍溶于去离子水中,加入步骤(1)中得到的g-C3N4、尿素和EDTA于高压反应釜中加热至150℃,保温12小时后,自然冷却至室温、过滤,沉淀用去离子水、无水乙醇洗涤后,真空干燥即得所述Ni/CeO2/g-C3N4复合材料(研磨成细粉备用)。步骤(1)中二聚氰胺、三聚氰胺的摩尔比为1:1;步骤(2)中硝酸亚铈与硝酸镍的摩尔比为1:0.1,每克g-C3N4使用硝酸亚铈1mmol,尿素与硝酸亚铈的摩尔比为1:1,尿素的摩尔用量为EDTA的2倍。本专利技术的另一实施方案提供上述Ni/CeO2/g-C3N4复合材料的制备方法,其特征在于包括如下步骤:(1)将二聚氰胺、三聚氰胺于研钵中研磨均匀后,置于马弗炉中,以10℃/min的速率升温至550℃,保温5小时后,以5℃/min的速率降至室温,即得g-C3N4;(2)将硝酸亚铈、硝酸镍溶于去离子水中,加入步骤(1)中得到的g-C3N4、尿素和EDTA于高压反应釜中加热至150℃,保温12小时后,自然冷却至室温、过滤,沉淀用去离子水、无水乙醇洗涤后,真空干燥即得所述Ni/CeO2/g-C3N4复合材料(研磨成细粉备用)。步骤(1)中二聚氰胺、三聚氰胺的摩尔比为1:1;步骤(2)中硝酸亚铈与硝酸镍的摩尔比为1:0.1,每克g-C3N4使用硝酸亚铈1mmol,尿素与硝酸亚铈的摩尔比为1:1,尿素的摩尔用量为EDTA的2倍。本专利技术的另一实施方案提供上述Ni/CeO2/g-C3N4复合材料在光催化降解三氯乙酸中的应用。与现有技术相比,本专利技术的优点在于:本专利技术通过镍掺杂得到一种Ni/CeO2/g-C3N4复合材料,该材料在可见光下,可有效降解TCAA,可见光下45min,降解率达86%。附图说明图1是实施例1制备的g-C3N4的SEM图;图2是产品A的SEM图;图3是实施例2制备的g-C3N4的SEM图;图4是产品A-C、g-C3N4的光催化降解TCAA的效果图。具体实施方式为了便于对本专利技术的进一步理解,下面提供的实施例对其做了更详细的说明。但是这些实施例仅供更好的理解专利技术而并非用来限定本专利技术的范围或实施原则,本专利技术的实施方式不限于以下内容。实施例1(1)将二聚氰胺(10mmol)、三聚氰胺(10mmol)于研钵中研磨均匀后,置于马弗炉中,以10℃/min的速率升温至550℃,保温5小时后,以5℃/min的速率降至室温,即得g-C3N4(图1);(2)将硝酸亚铈(1mmol)、硝酸镍(0.1mmol)溶于去离子水(15mL)中,加入g-C3N4(1.0g,步骤(1)制备的)、尿素(1.0mmol)和EDTA(0.5mmol),于高压反应釜中加热至150℃,保温12小时后,自然冷却至室温、过滤,沉淀用去离子水、无水乙醇洗涤后,真空干燥即得所述Ni/CeO2/g-C3N4复合材料(以下简称产品A,图2,研磨成细粉备用)。实施例2(1)将三聚氰胺(20mmol)于研钵中研磨均匀后,置于马弗炉中,以10℃/min的速率升温至550℃,保温5小时后,以5℃/min的速率降至室温,即得g-C3N4(图3);(2)将硝酸亚铈(1mmol)、硝酸镍(0.1mmol)溶于去离子水(15mL)中,加入g-C3N4(1.0g,步骤(1)制备的)、尿素(1.0mmol)和EDTA(0.5mmol),于高压反应釜中加热至150℃,保温12小时后,自然冷却至室温、过滤,沉淀用去离子水、无水乙醇洗涤后,真空干燥即得Ni/CeO2/g-C3N4复合材料(以下简称产品B,研磨成细粉备用)。实施例3将硝酸亚铈(1mmol)溶于去离子水(15mL)中,加入g-C3N4(1.0g,步骤(1)制备的)、尿素(1.0mmol)和EDTA(0.5mmol),于高压反应釜中加热至150℃,保温12小时后,自然冷却至室温、过滤,沉淀用去离子水、无水乙醇洗涤后,真空干燥即得CeO2/g-C3N4复合材料(以下简称产品C,研磨成细粉备用)。实施例4三氯乙酸降解实验配置200ml初始浓度为2.0mg/L的TCAA溶液(pH约5.5-5.6,4份)分别加入0.2g产品A、B、C、g-C3N4(实施例1制备的),以500W氙灯和420nm滤光片为可见光光源,先在暗室环境中各搅拌反应45min,再开灯搅拌反应45min;按照文献(王芬,等,环境工程学报,第9卷第9期,2015,第4153-4158)记载的分析方法,每隔15min,用HPLC分析溶液中TCAA浓度计算降解率。实验结果表明对TCAA的降解效果产品A>B>C,g-C3N4对TCAA无降解作用(图4),产品A对TCAA降解效果最好,光照45min后,对TCAA的降解率达86%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ni/CeO2/g‑C3N4复合材料,其特征在于所述Ni/CeO2/g‑C3N4复合材料的制备方法包括如下步骤:(1)将二聚氰胺、三聚氰胺于研钵中研磨均匀后,置于马弗炉中,以10℃/min的速率升温至550℃,保温5小时后,以5℃/min的速率降至室温,即得g‑C3N4;(2)将硝酸亚铈、硝酸镍溶于去离子水中,加入步骤(1)中得到的g‑C3N4、尿素和EDTA,于高压反应釜中加热至150℃,保温12小时后,自然冷却至室温、过滤,沉淀用去离子水、无水乙醇洗涤后,真空干燥即得所述Ni/CeO2/g‑C3N4复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种Ni/CeO2/g-C3N4复合材料,其特征在于所述Ni/CeO2/g-C3N4复合材料的制备方法包括如下步骤:(1)将二聚氰胺、三聚氰胺于研钵中研磨均匀后,置于马弗炉中,以10℃/min的速率升温至550℃,保温5小时后,以5℃/min的速率降至室温,即得g-C3N4;(2)将硝酸亚铈、硝酸镍溶于去离子水中,加入步骤(1)中得到的g-C3N4、尿素和EDTA,于高压反应釜中加热至150℃,保温12小时后,自然冷却至室温、过滤,沉淀用去离子水、无水乙醇洗涤后,真空干燥即得所述Ni/CeO2/g-C3N4复合材料。2.权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:马东启马振雄马启超施堃
申请(专利权)人:扬州工业职业技术学院
类型:发明
国别省市:江苏,32

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