一种用于去除水中藻类的光催化材料及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于去除水中藻类的光催化材料及制备方法，对苯二甲酸改性后的g

【技术实现步骤摘要】
一种用于去除水中藻类的光催化材料及制备方法


[0001]本专利技术属于水处理
，具体涉及一种用于去除富营养化水中有毒有害藻类的丝瓜络海绵负载Ag2MoO4/TACN光催化材料制备方法。

技术介绍

[0002]目前，传统的除藻手段主要是化学法、物理法及生物法。但是都存在其固有的缺点：化学法易造成二次污染，其中大量的化学药品在水中生物富集，不利于其他水生生物的生存；物理法无法避免浅水湖泊藻类的泛起、底泥的二次污染和来年水华的复发；生物法降解藻细胞和毒素耗时长，并且难以将除藻生物安全高效地引入含藻水体中。而常规的光催化材料通常为粉末状固体，实际应用难以回收，易对环境造成毒性作用，而且带隙宽、可见光利用率低、光生电子
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空穴复合率高，限制了其实际应用。因此，如何选用切实可行的除藻技术已成为亟待解决的重点和难点。
[0003]目前，还未有一种高效又环保的去除水体藻类的丝瓜络海绵负载Ag2MoO4/TACN光催化材料制备的相关专利报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于去除富营养化水中有毒有害藻类的丝瓜络海绵负载Ag2MoO4/TACN光催化材料制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种丝瓜络海绵负载Ag2MoO4/TACN光催化材料的制备方法，包括以下步骤：1）g
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C3N4的制备：取3 g的三聚氰胺倒入坩埚中，用锡箔纸将其包裹密封，置入马弗炉内，以4 ℃/min的升温速率在550 ℃下煅烧2h。待炉内温度下降后，再以相同的升温速率在520 ℃下煅烧2 h。自然冷却后，经玛瑙研钵充分研磨，得到黄色粉末为g
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C3N4。
[0006]2）TACN的合成：取0.5 g的g
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C3N4和0.15 g的对苯二甲酸加至80 mL的去离子水中，超声混合30 min后将混合液转移至100 mL 树脂内衬的反应釜中，在180℃下密封保持4 h。将所获沉淀物用去离子水洗涤3次，并在60℃下干燥12 h，研磨获得的淡黄色粉末为对苯二甲酸功能化g
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C3N4，记为TACN。
[0007]3）Ag2MoO4/TACN的合成：将0.2 g的TACN添加至50 mL去离子水中超声1 h，使其充分混合。随后，在黑暗的条件下添加0.45 mmol AgNO3磁力搅拌1 h，然后取含0.45 mmol的Na2MoO4·
2H2O的水溶液逐滴加入溶液中再搅拌1 h。所得沉淀物用去离子水洗涤3 次，并在60℃下干燥12 h，经研磨后得到Ag2MoO4/TACN粉末。
[0008]4）丝瓜络海绵预处理：将市面上销售的天然丝瓜络海绵切成圆盘状，用60℃热水洗涤4 ~ 5 次，以去除多余的灰尘和杂质。将洗净后的丝瓜络海绵浸入0.2 M的十二烷基硫酸钠（SDS）溶液中，在60℃下剧烈搅拌30 分钟。接着用0.2 M的NaOH溶液和去离子水交替洗涤多次，以去除疏水纤维杂质。最后将预处理后的丝瓜络于60 ℃下干燥过夜。
[0009]5）丝瓜络海绵负载Ag2MoO4/TACN的合成：取0.3 mg的Ag2MoO4/TACN粉末于50 mL的
蒸馏水中，充分搅拌制成Ag2MoO4/TACN混合液。将预处理后的丝瓜络海绵置于Ag2MoO4/TACN混合液中，置于摇床中振荡24 h，获得丝瓜络海绵负载Ag2MoO4/TACN光催化材料，记为A/T@LF。
[0010]本专利技术提供了一种用于去除富营养化水中藻类的丝瓜络海绵负载Ag2MoO4/TACN光催化材料。
[0011]本专利技术将对苯二甲酸改性后的g
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C3N4（TACN）与Ag2MoO4掺杂后负载于丝瓜络海绵上制成的新型光催化材料，利用了丝瓜络海绵大量的多孔结构，大大增加了光催化剂的表面积。由于Ag2MoO4和g
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C3N4之间的异质结阻碍，降低了光生空穴
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电子对的复合率，扩大了其光吸收范围和光强度，提高了光催化活性，该专利技术用于解决水体富营养化引起的蓝藻暴发水华的问题，对水体中的藻类的去除也表现出良好的效果。
[0012]十二烷基硫酸钠是一种阴离子表面活性剂，具有清洁、发泡功能，用于去除丝瓜络海绵上的污垢和杂质，同时产生空隙，便于催化剂与去除物的接触。
[0013]本专利技术的优点在于：本专利技术中将对苯二甲酸的官能团共价键（
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COOH）合到g
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C3N4表面，在不改变g
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C3N4理论结构和组成的前提下，减少了g
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C3N4的氨基缺陷，促进了电子
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空穴的分离。相较于纯g
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C3N4，对苯二甲酸功能化的g
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C3N4具有更低的PL强度，使电子
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空穴的复合率显著降低。另外，Ag基材料在光催化过程中可能会还原成Ag0，对藻类有天然的抑菌毒性。Ag作为贵金属还可能出现局部等离子体共振（LSPR），将比普通原子拥有更高的光吸收能力，在促进光生电荷分离和转移的同时还增加了光致电子的产量。利用银基材料构建异质结能够加速光生电子的迁移，有效分离电子
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空穴对，减少银基材料的光腐蚀，也能针对性地攻击藻细胞。本专利技术中由于Ag2MoO4和g
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C3N4之间的异质结阻碍，降低了光生空穴
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电子对的复合率，扩大了其光吸收范围和光强度。同时Ag2MoO4激发的光生电子可以与g
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C3N4的VB空穴复合，增加了来自g
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C3N4的CB的光生电子和来自Ag2MoO4的VB的空穴，增加了用于降解的光生电子和空穴，显着提高其光催化降解率。并且Ag2MoO4/TACN牢牢的吸附在丝瓜络海绵上，避免了传统的光催化粉末回收困难的缺点，方便后续的回收利用，避免了二次污染。
附图说明
[0014]图1为空白的丝瓜络海绵SEM图（a）与本专利技术所制备的丝瓜络海绵负载Ag2MoO4/TACN光催化材料的SEM图（b）的对比。对比后可以看出Ag2MoO4/TACN颗粒很好的负载在丝瓜络海绵上。
[0015]图2分别为丝瓜络海绵负载Ag2MoO4/TACN在黑暗条件下、丝瓜络海绵在可见光条件下、不添加光催化剂的可见光条件下以及丝瓜络海绵负载Ag2MoO4/TACN在可见光下除藻效果的对比情况图。经过240 min的处理后，可以发现该专利技术中制备的光催化剂在可见光条件下对藻细胞的去除效果最好，去除率接近100%。
[0016]图3为丝瓜络海绵负载Ag2MoO4/TACN光催化材料回收重复性能对比图。经过1200 min的5次重复实验后，可以发现可见光照射下的丝瓜络海绵负载Ag2MoO4/TACN光催化材料对藻细胞的去除效果尽管略有降低，但是仍保持在90%以上，说明本专利技术的丝瓜络海绵负载Ag2MoO4/TACN光催化材料具有良好的稳定性。由此更可以有力的说明本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于去除水中藻类的光催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）TACN的合成：取0.5 g的g
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C3N4和0.15 g的对苯二甲酸加至80 mL的去离子水中，超声混合30 min后将混合液转移至树脂内衬的反应釜中，在180℃下密封保持4 h，将所获沉淀物用去离子水洗涤3次，并在60℃下干燥12 h，研磨获得的淡黄色粉末为对苯二甲酸功能化g
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C3N4，记为TACN；2）Ag2MoO4/TACN的合成：将0.2 g的TACN添加至50 mL去离子水中超声1 h，使其充分混合，随后，在黑暗的条件下添加0.45 mmol的AgNO3磁力搅拌1 h，然后取含0.45 mmol的Na2MoO4·
2H2O的水溶液逐滴加入，再搅拌1 h，所得沉淀物用去离子水洗涤3 次，并在60℃下干燥12 h，经研磨后得到Ag2MoO4/TACN粉末；3）丝瓜络海绵预处理：将丝瓜络海绵切成圆盘状，用60℃热水洗涤4 ~ 5 次，以去除多余的灰尘和杂质，将洗净后的丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：范功端，吴新艺，陈卓艺，罗静，鄢忠森，王颖慕，夏铭谦，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：