一种g-C制造技术

本发明专利技术涉及光催化降解技术领域，且公开了一种g‑C

A kind of g-C

【技术实现步骤摘要】
一种g-C3N4异质结-BiOBr负载活性炭的光催化材料及其制法
本专利技术涉及光催化降解
，具体为一种g-C3N4异质结-BiOBr负载活性炭的光催化材料及其制法。
技术介绍
近年来我国的水资源和水体环境持续恶化，水资源质量不断下降，污染所导致的缺水和事故造成了不良的社会影响和严重的经济损失，对人们的身体健康和社会的可持续发展造成了严重的危害，水体污染物主要有未经处理而排放的工业废水、未经处理而排放的生活污水、含有大量化肥、农药的农田污水、堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾等，跟据污染物的化学类别又可分无机污水与有机污水。有机污水一般是指由造纸、皮革及食品等行业排出的未经处理的含有大量有机污染物的水，有机污水中含有大量的油脂、碳水化合物、蛋白质等有机物质，以悬浮或溶解状态存在于污水中，通过微生物的生物化学作用所分解，但是在分解过程中需要消耗大量的氧气，从而降低了水中溶解氧，影响鱼类和其他水生生物的生长和繁殖，并且当水中溶解氧含量稀少时，有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、氨和硫醇等有毒物质，使水质进一步恶化。目前对于有机污水主要的处理方式有氧化-吸附法，将高浓度废水稀释后用Fenton试剂等进行催化氧化和酸性凝聚，再用煤粉混凝、吸附，但是Fenton试剂只在酸性条件下发生作用，在中性和碱性环境中则没有降解效果；焚烧法适是将预处理后的废水，通过高压空气雾化专用喷嘴喷入炉膛蒸发焚烧，但是该方法容易产生大量有毒有害气体，污染大气环境；吸附法是用具有很强吸附能力的固体吸附剂如活性炭和树脂等对有机污染物进行吸附，但是该方法对含量较低或微量的有机污染物吸附效率较差。光化学降解，是指在光的作用下，有机化合物降解为碳原子较少的同系物的反应，在污水中加入光催化剂，在光照作用下与有机物污染物发生自由基链式反应和氧化还原反应，将有机污染物分为小分子，目前的光催化剂主要有g-C3N4、ZnO、TiO2、CdS等材料，但是这些材料对有机污染物降解效果单一，不能对多种有机污染物进行光降解，并且降解后的有机小分子仍然具有一定的污染性，并且光催化剂难以回收，容易造成二次污染并且增加了污水处理的成本。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种g-C3N4异质结-BiOBr负载活性炭的光催化材料及其制法，解决了现有的光催化剂降解效果单一，并且降解后的有机小分子容易造成二次污染的问题，同时解决了光催化剂难以回收的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种g-C3N4异质结-BiOBr负载活性炭的光催化材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料：5-12份g-C3N4异质结复合材料、6-10份五水合硝酸铋、30-40份溴化钾、1-3份十六烷基三甲基溴化、35-58份生物活性炭。优选的，所述生物活性炭由回收谷物秸秆、坚果壳混合，两者质量比为5-10:1，经过水解硝酸酸化、氢氧化钠碱化、高温煅烧热分解碳化制备而成。优选的，所述g-C3N4异质结复合材料为FeNi纳米合金掺杂TiO2-g-C3N4异质结复合材料，制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加适量的无水乙醇，再加入稀醋酸溶液，调节pH为4-5，边匀速搅拌边缓慢加入钛酸四异丙酯，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至60-70℃匀速搅拌反应3-5h，再将反应瓶置于超声处理仪中，超声频率为20-25KHz，进行超声分散处理1.5-2h，得到纳米TiO2前驱体溶液。(2)向TiO2前驱体溶液中加入三聚氰胺，并将溶液转移进水热自动反应釜中，加热至90-100℃，匀速搅拌反应6-8h，将溶液通过高速离心机中，离心转速≥15000rpm，进行离心分离除去溶剂，将得到的固体产物依次使用无水乙醇和蒸馏水洗涤，并充分干燥并置于管式电阻箱中，升温速率为5-10℃/min，加热至600-620℃进行保温煅烧4-6h，将煅烧产物使用蒸馏水洗涤干净并充分干燥，得到TiO2-g-C3N4异质结。(3)向反应瓶中加入适量的蒸馏水，再依次加入TiO2-g-C3N4异质结、三氯化铁和氯化镍，并搅拌溶解，再加入氢氧化钠，调节溶液pH为11-12，然后加入乙二醇，蒸馏水与乙二醇体积比为1:2-3，再加入聚乙烯吡咯烷酮，将反应瓶置于超声处理器中，加热至70-80℃进行超声分散处理1.5-3h，然后将溶液转移进水热自动反应釜中，加热至190-200℃，匀速搅拌反应10-12h，反应结束将溶液冷却至室温，并过滤除去溶液，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，得到FeNi纳米合金掺杂TiO2-g-C3N4异质结复合材料。优选的，所述钛酸四异丙酯和三聚氰胺的质量比为1:8-15。优选的，所述TiO2-g-C3N4异质结、三氯化铁和氯化镍的质量比为80-90:1.2-1.5:1。优选的，所述g-C3N4异质结-BiOBr负载活性炭的光催化材料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入适量的蒸馏水，再依次加入5-12份g-C3N4异质结复合材料、6-10份五水合硝酸铋、30-40份溴化钾和1-3份十六烷基三甲基溴化，边搅拌边缓慢滴加醋酸溶液，调节pH至3-4，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至50-60℃，匀速搅拌反应5-8h，反应结束后将物料冷却至室温并过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物并充分干燥，得到g-C3N4异质结-BiOBr复合材料。(2)向反应瓶中加入适量的蒸馏水，再加入35-58份生物活性炭和上述步骤(1)制得的g-C3N4异质结-BiOBr复合材料，将反应瓶置于超声分散器中，加热至70-80℃，超声频率为20-28KHz，进行超声分散处理2-4h，然后将溶液过滤除去溶剂，并充分干燥，得到g-C3N4异质结-BiOBr负载活性炭的光催化材料。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种g-C3N4异质结-BiOBr负载活性炭的光催化材料及其制法，g-C3N4异质结复合材料中的类石墨相氮化碳g-C3N4和TiO2具有良好的光化学活性，在光照作用下，g-C3N4和TiO2吸收光子成为激发态，产生光生电子e-和空穴h+，空穴h+将水中的-OH和H2O分子氧化成·OH自由基，·OH自由基具有很强的氧化能力，同时BiOBr在光照下与光生电子e-结合，形成的激发态具有很强的还原性，并且BiOBr生成的新的光激发电子，并从价带转移到导带，而在价带形成空穴h+，从而又产生大量的·OH，在强还原性BiOBr激发态和强氧化性·OH自由基两者的共同作用下即可以对eoinY、四环素等还原电势高的有机污染物进行氧化分解反应，又可以对亚甲基蓝、罗丹明B等氧化电势高的有机污染物进行还原分解反应，从而大幅提高了催化剂的实用性和催化分解范围。该一种g-C3N4异质结-BiOBr负载活性炭的光催化材料及其制法，使用Fe-Ni合金掺杂进入催化剂中，Fe-Ni合金具有良好的导电性和电子迁移性，在催化剂作用过程中，起到了电子传导的作用，促进了氧化还原反应产生的电荷和光生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种g-C

【技术特征摘要】
1.一种g-C3N4异质结-BiOBr负载活性炭的光催化材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：5-12份g-C3N4异质结复合材料、6-10份五水合硝酸铋、30-40份溴化钾、1-3份十六烷基三甲基溴化、35-58份生物活性炭。


2.根据权利要求1所述的一种g-C3N4异质结-BiOBr负载活性炭的光催化材料及其制法，其特征在于：所述生物活性炭由回收谷物秸秆、坚果壳混合，两者质量比为5-10:1，经过水解硝酸酸化、氢氧化钠碱化、高温煅烧热分解碳化制备而成。


3.根据权利要求1所述的一种g-C3N4异质结-BiOBr负载活性炭的光催化材料及其制法，其特征在于：所述g-C3N4异质结复合材料为FeNi纳米合金掺杂TiO2-g-C3N4异质结复合材料，制备方法包括以下步骤：
(1)向反应瓶中加适量的无水乙醇，再加入稀醋酸溶液，调节pH为4-5，边匀速搅拌边缓慢加入钛酸四异丙酯，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至60-70℃匀速搅拌反应3-5h，再将反应瓶置于超声处理仪中，超声频率为20-25KHz，进行超声分散处理1.5-2h，得到纳米TiO2前驱体溶液。
(2)向TiO2前驱体溶液中加入三聚氰胺，并将溶液转移进水热自动反应釜中，加热至90-100℃，匀速搅拌反应6-8h，将溶液通过高速离心机中，离心转速≥15000rpm，进行离心分离除去溶剂，将得到的固体产物依次使用无水乙醇和蒸馏水洗涤，并充分干燥并置于管式电阻箱中，升温速率为5-10℃/min，加热至600-620℃进行保温煅烧4-6h，将煅烧产物使用蒸馏水洗涤干净并充分干燥，得到TiO2-g-C3N4异质结。
(3)向反应瓶中加入适量的蒸馏水，再依次加入TiO2-g-C3N4异质结、三氯化铁和氯化镍，并搅拌溶解，再加入氢氧化钠，调节溶液pH为11-12，然后加入乙二醇，蒸馏水与乙二醇体积比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：周奇峰，
申请(专利权)人：周奇峰，
类型：发明
国别省市：江苏;32