一种MnO制造技术

本发明专利技术公开了一种MnO

【技术实现步骤摘要】
一种MnO2复合g-C3N4材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及光催化
，更具体地，涉及一种MnO2复合g-C3N4材料及其制备方法和应用。
技术介绍
21世纪以来，随着染料工业的不断发展，其产生的废水已成为主要的水体污染源。这些废水未经处理流入水体后，严重破坏了水中群落的生态系统，对生态环境造成严重的危害，同时通过食物链的传播威胁微生物、鱼类、人类的健康。在这个过程中，水体的再氧化能力也被大大削弱，不利于水体自净的进行。目前，常用印染废水处理方法包括混凝沉降法、吸附法、生物法等。其中，吸附法和生物法处理效率低且处理效果不稳定；混凝沉淀法虽处理效果良好，但产泥量大、成本高。在新兴的水处理技术中，光催化降解法具有降解效率高、不产生二次污染、绿色环保等优点，得到众多研究者的青睐。光催化剂是光催化降解法中影响光催化降解率的核心部分。众多研究发现，半导体光催化剂不仅具有强氧化性与良好的可再生性能，还能将太阳能转化为化学能，是快速高效降解有机污染物的最佳方法。在众多光催化剂中，石墨类氮化碳(g-C3N4)因具有可见光响应、制备方法简单、原材料价格低廉以及电子性能可控等优点，近年来受到研究者的广泛关注。g-C3N4的带隙宽度为2.61eV，可以吸收460nm以下的可见光，是一种潜在的、能广泛应用的可见光光催化剂。中国专利技术专利CN108786874A公开了(公开日为2018年11日13日)一种负载二氧化锰的石墨相氮化碳纳米片材料的制备方法。然而，通过该方法制备的g-C3N4存在光催化效率较低、光生电子对复合过快的问题。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是克服现有石墨相氮化碳材料光催化效率低、光生电子对复合过快的问题，提供一种MnO2复合g-C3N4材料的制备方法。本专利技术的进一步目的是提供一种MnO2复合g-C3N4材料。本专利技术的另一目的是提供上述MnO2复合g-C3N4材料的应用。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：一种MnO2复合g-C3N4材料的制备方法，包括如下步骤：将g-C3N4加入到钠盐溶液中，分散均匀，然后将KMnO4加入到g-C3N4分散液中，混合均匀，在温度为60～220℃，压力至少1MPa的条件下反应2～10h，所得即为MnO2复合g-C3N4材料；g-C3N4、钠盐以及KMnO4的质量比为(0.1～1)：(0.02～0.1)：(0.01～0.4)。在本专利技术中，将g-C3N4加入到钠盐溶液中可为制备过程提供碱性环境。碱性环境下，反应体系中的MnO4-与Mn2+在高温高压下反应能够直接生成MnO2。同时钠盐可对生成的MnO2复合g-C3N4材料进行形貌调控，从而能够极大地增加光催化反应中的接触面积和反应活性位点，进一步提升光催化反应效率。优选地，g-C3N4、钠盐和KMnO4的质量比为(0.1～1)：(0.02～0.04)：(0.01～0.4)。优选地，g-C3N4与KMnO4的质量比为1：(0.1～0.4)。优选地，所述反应温度为100～160℃。优选地，所述反应时间为2～6h。优选地，所述反应压力为1MPa～4MPa。在本专利技术中，可通过高压反应釜来达到相应的压力条件，反应釜内无需充气。优选地，所述钠盐选自Na2SO4或NaCl中的一种或多种。一种MnO2复合g-C3N4材料，由上述方法所制得。本专利技术还保护上述MnO2复合g-C3N4材料在光催化降解有机污染物中的应用。优选地，所述有机污染物为甲基橙、罗丹明B和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术以Na2SO4、g-C3N4和KMnO4作为原料，通过控制反应温度、时间和压力制备得到了MnO2/g-C3N4复合材料，所得材料具有高效的光生电荷分离能力、优良的可见光吸收能力，用于降解废水中污染物时降解率高、可见光催化活性稳定性好。附图说明图1为对比例1、对比例2、实施例1和实施例11所述材料的XRD图谱。图2为对比例1、对比例2、实施例1和实施例11所述材料的可见光吸收图谱。图3中a、b、c分别为对比例1、实施例1和实施例11所述材料的SEM图。图4为实施例1所述可见光响应材料中C、N、O、Mn四种元素的EDS图。图5为对比例1、对比例2、实施例1和实施例11所述材料对MO的降解率。图6为实施例1所述材料对MO的循环光催化降解率。具体实施方式为了更清楚、完整的描述本专利技术的技术方案，以下通过具体实施例进一步详细说明本专利技术，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，可以在本专利技术权利限定的范围内进行各种改变。实施例1一种MnO2复合g-C3N4材料的制备方法，包括如下步骤：将0.04g的Na2SO4溶解在15mL水中，加入0.1g的g-C3N4超声30min，得到g-C3N4分散液，在磁力搅拌下将0.6mL浓度为30mg/L的KMnO4加入到g-C3N4分散液中，在160℃，1MPa条件下反应6h，离心分离，然后用无水乙醇和纯水分别洗涤3次，冷冻干燥后获得MnO2复合g-C3N4材料。实施例2本实施例为本专利技术的第二实施例，与实施例1不同的是，本实施例中Na2SO4、g-C3N4和KMnO4的质量比为0.03：0.1：0.01。实施例3本实施例为本专利技术的第三实施例，与实施例1不同的是，本实施例中Na2SO4、g-C3N4和KMnO4的质量比为0.02：0.5：0.05。实施例4本实施例为本专利技术的第四实施例，与实施例1不同的是，本实施例中Na2SO4、g-C3N4和KMnO4的质量比为0.04：1：0.4。实施例5本实施例为本专利技术的第五实施例，与实施例1不同的是，本实施例反应温度为220℃。实施例6本实施例为本专利技术的第六实施例，与实施例1不同的是，本实施例反应温度为100℃。实施例7本实施例为本专利技术的第七实施例，与实施例1不同的是，本实施例反应温度为60℃。实施例8本实施例为本专利技术的第八实施例，与实施例1不同的是，本实施例中反应压力为3MPa。实施例9本实施例为本专利技术的第九实施例，与实施例1不同的是，本实施例中采用NaCl作为钠盐。实施例10本实施例为本专利技术的第十实施例，与实施例1不同的是，本实施例中采用NaNO3作为钠盐。实施例11本实施例为本专利技术的第十一实施例，与实施例1不同的是，本实施例中Na2SO4、g-C3N4和KMnO4的质量比为0.08：0.1：0.018。实施例12本实施例为本专利技术的第十二实施例，与实施例1不同的是，本实施例中Na2SO4、g-C3N4和KMnO4的质量比为0.05：1：0.2。实施例13本实施例为本专利技术的第十三实施例，与实施例1不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MnO

【技术特征摘要】
1.一种MnO2复合g-C3N4材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将g-C3N4加入到钠盐溶液中，分散均匀，然后将KMnO4加入到g-C3N4分散液中，混合均匀，在温度为60～220℃，压力至少1MPa的条件下反应2～10h，所得即为MnO2复合g-C3N4材料；g-C3N4、钠盐以及KMnO4的质量比为(0.1～1)：(0.02～0.1)：(0.01～0.4)。


2.如权利要求1所述MnO2复合g-C3N4材料的制备方法，其特征在于，g-C3N4、钠盐和KMnO4的质量比为(0.1～1)：(0.02～0.04)：(0.01～0.4)。


3.如权利要求1所述MnO2复合g-C3N4材料的制备方法，其特征在于，g-C3N4与KMnO4的质量比为1：(0.1～0.4)。


4.如权利要求1所述MnO2复合g-C3N4材...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬梅，张博雯，王逸之，蒋树贤，卢文聪，黄毅，黎文杰，方肯，肖秋蓉，曾庆洋，陈锦妹，李俊添，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44