本发明专利技术公开了一种Pt/g-C3N4/AC功能性炭吸附材料及其制备方法和应用，将贵金属Pt的热催化功能、聚合物g-C3N4的光催化性能和活性炭的强吸附性能有机结合，制备出一种高效的吸附-热催化-光催化功能的炭吸附材料Pt/g-C3N4/AC，其在净化污染物时表现出良好的效果。本发明专利技术拓展了g-C3N4的应用领域，提高了活性炭的品质和应用范围。活性炭的存在改善了g-C3N4的分散性，提高了g-C3N4的催化活性；g-C3N4的存在提高了活性炭的吸附性能；贵金属Pt的存在促进了热催化性能。Pt/g-C3N4/AC在吸附降解挥发性污染气体时具有良好的效果，且受气体湿度影响小，可原位光催化再生。
【技术实现步骤摘要】
一种Pt/g-C3N4/AC功能性炭吸附材料及其制备方法和应用
本专利技术属于功能性炭材料领域，具体涉及一种吸附-热催化-光催化功能性炭吸附材料Pt/g-C3N4/AC及其制备方法和应用。
技术介绍
活性炭因其孔隙结构发达、吸附力强、表面官能团丰富、机械强度高、化学惰性等优点，被广泛应用于食品工业、化学工业、环境保护等领域。但由于活性炭品种少、技术含量低、缺少功能化高品质专用活性炭，制约我国活性炭行业迈向更高层次的应用。将活性炭改性处理，研制出能够对污染物进行高效、深度净化的功能活性炭，是降低活性炭使用成本、扩大其使用范围、提高其利用效率的有效途径，是活性炭行业未来发展的方向。由于活性炭对污染物的吸附主要以微孔填充为主，吸附量有限，短时间内即可达吸附饱和而失去吸附能力，吸附饱和的活性炭成为二次污染源，须对其进行再生处理方可再次利用。目前活性炭再生方法总体上可以分为两类：一是设法使吸附质脱附，即通过创造与低负荷相对应的条件(引入物质或能量使吸附质分子与活性炭之间的作用力减弱或消失)，除去吸附质；二是依靠热分解或氧化还原反应破坏吸附质的结构，除去吸附质。传统的再生方法主要有热再生、化学药品再生、溶剂再生、生物再生等，但由于其存在效率低、耗费高、操作条件苛刻、工艺复杂等缺陷，传统再生方法已不能满足现在工业发展的需求。因此研究一种在常温、常压、低耗费、高效率、操作工艺单简的再生方法成为国内外研究的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Pt/g-C3N4/AC功能性炭吸附材料及其制备方法和应用，制得的炭吸附材料具有热催化功能和光催化功能，在其吸附降解挥发性污染气体时具有良好的效果，且受气体湿度影响小，可原位光催化再生。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种功能性炭吸附材料为Pt/g-C3N4/AC，具有吸附和光热耦合催化功能，其中Pt的含量为0.05~0.1wt.%，g-C3N4的含量为3~8wt.%。制备方法：在50~60℃的恒温水浴中，将三嵌段共聚物PluronicF127和PluronicP123按摩尔比为1:2~1:5溶解于50mL乙醇中，并加入2~4g三聚氰胺，完全溶解后，边搅拌边加入间苯二酚，使之完全溶解后，加入10~30mL质量分数为30%的甲醛溶液，随后加入5~10mL0.1mol/L的盐酸溶液，搅拌直至溶液出现明显的分层现象，加入氯铂酸，搅拌1h，静置分层，取下层聚合物富集相，在65℃下真空烘干，在高纯氩气保护下，以5℃/min的速率升温至350℃，保温1h，以2℃/min的速率升温至460℃，保温2h，再以0.2℃/min的速率升温至500~550℃，保温2h，自然冷却至室温，制得所述的功能性炭吸附材料Pt/g-C3N4/AC。所述的Pt/g-C3N4/AC应用于挥发性气体污染的深度净化。本专利技术的显著优点在于：本专利技术拓展了g-C3N4的应用领域，提高了活性炭的品质和应用范围。活性炭的存在改善了g-C3N4的分散性，提高了g-C3N4的催化活性；g-C3N4的存在提高了活性炭的吸附性能；贵金属Pt的存在促进了热催化性能。Pt/g-C3N4/AC具有吸附、光催化功能和热催化功能，在吸附降解挥发性污染气体时具有良好的效果，且受气体湿度影响小，可原位光催化再生。附图说明图1为Pt/g-C3N4/AC和g-C3N4的XRD谱。图2为Pt/g-C3N4/AC和AC0的N2吸附-脱附曲线图。图3为Pt/g-C3N4/AC和AC0的孔径分布曲线图。具体实施方式一种功能性炭吸附材料为Pt/g-C3N4/AC，具有吸附和光热耦合催化功能，其中Pt的含量为0.05~0.1wt.%。（采用X射线荧光光谱法测定Pt含量。）制备方法：在50~60℃的恒温水浴中，将三嵌段共聚物PluronicF127和PluronicP123按摩尔比为1:2~1:5溶解于50mL乙醇中，并加入2~4g三聚氰胺，完全溶解后，边搅拌边加入间苯二酚，使之完全溶解后，加入10~30mL质量分数为30%的甲醛溶液，随后加入5~10mL0.1mol/L的盐酸溶液，搅拌直至溶液出现明显的分层现象，加入氯铂酸，搅拌1h，静置分层，取下层聚合物富集相，在65℃下真空烘干，在高纯氩气保护下，以5℃/min的速率升温至350℃，保温1h，以2℃/min的速率升温至460℃，保温2h，再以0.2℃/min的速率升温至500~550℃，保温2h，自然冷却至室温，制得所述的功能性炭吸附材料Pt/g-C3N4/AC。所述的Pt/g-C3N4/AC应用于挥发性气体污染的深度净化。实施例1一种制备Pt/g-C3N4/AC功能性炭吸附材料的方法，包括以下步骤：在50℃的恒温水浴中，将三嵌段共聚物PluronicF127和PluronicP123按摩尔比为1:2溶解于50mL的乙醇中，并加入三聚氰胺2g，搅拌完全溶解后，搅拌下加入间苯二酚，并使其完全溶解后，加入10mL质量分数为30%的甲醛溶液，随后加入0.1mol/L的盐酸溶液10mL，搅拌直至溶液出现明显的分层现象，加入氯铂酸，搅拌1h，静置分层，取下层聚合物富集相，在65℃下真空烘干，移入管式反应器，在高纯氩气保护下，以5℃/min的速率升温至350℃，保温1h，以2℃/min的速率升温至460℃，保温2h，再以0.2℃/min的速率升温至500℃，保温2h，自然冷却至室温；制得所述的Pt/g-C3N4/AC功能性炭吸附材料。Pt/g-C3N4/AC功能性炭吸附材料中Pt的质量含量为0.05%，g-C3N4的质量含量为3%。实施例2一种制备Pt/g-C3N4/AC功能性炭吸附材料的方法，包括以下步骤：在60℃的恒温水浴中，将三嵌段共聚物PluronicF127和PluronicP123按摩尔比为1:5溶解于50mL的乙醇中，并加入三聚氰胺4g，搅拌完全溶解后，搅拌下加入间苯二酚，并使其完全溶解后，加入30mL质量分数为30%的甲醛溶液，随后加入0.1mol/L的盐酸溶液5mL，搅拌直至溶液出现明显的分层现象，加入氯铂酸，搅拌1h，静置分层，取下层聚合物富集相，在65℃下真空烘干，移入管式反应器，在高纯氩气保护下，以5℃/min的速率升温至350℃，保温1h，以2℃/min的速率升温至460℃，保温2h，再以0.2℃/min的速率升温至550℃，保温2h，自然冷却至室温；制得所述的Pt/g-C3N4/AC功能性炭吸附材料。Pt/g-C3N4/AC功能性炭吸附材料中Pt的质量含量为0.1%，g-C3N4的质量含量为8%。实施例3一种制备Pt/g-C3N4/AC功能性炭吸附材料的方法，包括以下步骤：在55℃的恒温水浴中，将三嵌段共聚物PluronicF127和PluronicP123按摩尔比为1:3溶解于50mL的乙醇中，并加入三聚氰胺3g，搅拌完全溶解后，搅拌下加入间苯二酚，并使其完全溶解后，加入20mL质量分数为30%的甲醛溶液，随后加入0.1mol/L的盐酸溶液8mL，搅拌直至溶液出现明显的分层现象，加入氯铂酸，搅拌1h，静置分层，取下层聚合物富集相，在65℃下真空烘干，移入管式反应器，在高纯氩气保护下，以5℃/min的速率升温至350℃，保温1h，以2℃/min的速率升温至460℃，保温2h，再本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功能性炭吸附材料，其特征在于：所述的材料为Pt/g‑C3N4/AC，具有吸附和光热耦合催化功能。
【技术特征摘要】
1.一种功能性炭吸附材料的制备方法，其特征在于：所述的材料为Pt/g-C3N4/AC，具有吸附和光热耦合催化功能；Pt/g-C3N4/AC中Pt的含量为0.05~0.1wt.%，g-C3N4的含量为3~8wt.%；所述Pt/g-C3N4/AC的制备方法为：在50~60℃的恒温水浴中，将三嵌段共聚物PluronicF127和PluronicP123按摩尔比为1:2~1:5溶解于50mL乙醇中，并加入2~4g三聚氰胺，完全溶解后，边搅拌边加入间苯二酚，使之完全溶解后，加入10~30mL质量分数为30%的甲醛溶液，随后加...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈孝云，陈星，陆东芳，华月钿，叶红，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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