银负载石墨氮化碳纳米片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种银负载石墨氮化碳纳米片及其制备方法和应用，该制备方法包括：将铵盐和碳源第一混合，干燥后进行高温煅烧，生成石墨氮化碳纳米片，再将所述石墨氮化碳纳米片与还原剂和银源在溶剂中进行第二混合，经水热反应得到银负载石墨氮化碳纳米片。该制备方法简单，成本低廉，对环境友好，并且该方法制备得到的银负载石墨氮化碳纳米片具有高比表面积、低光生电子

【技术实现步骤摘要】
银负载石墨氮化碳纳米片及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及碳基半导体光催化剂研究领域，具体地，涉及一种银负载石墨氮化碳纳米片及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]微生物感染是诱发人类疾病的主要原因，严重危害人类的健康。但传统抗菌药物使用频率的增加、临床应用范围的扩大、药物种类的增多等情况使细菌的耐药性问题日益严重，所以研发高效、广谱、低毒、性质稳定、作用持久、环境友好、不易引发细菌耐药性的新型抗菌剂具有重要的意义。光催化剂由于经济环保高效而得到研究者的青睐，光催化抗菌剂可以吸收光能产生杀菌效果且不易引发细菌的耐药性，是抗菌剂研发的重要方向之一。其中，石墨氮化碳(g
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C3N4)作为一种非金属半导体，由C、N两种元素组成，带隙约为2.7eV，其对可见光有响应，并且结构可控，稳定性好，具有良好的光催化性能，因此成为光催化领域的研究热点。g
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C3N4在应用过程中还显示出一些不足之处，如较大的粒径、较低的比表面积、较高的光生电子
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空穴复合率、较低的载流子迁移能力和有限的可见光吸收范围。
[0003]因此，研发一种具有高比表面积、低光生电子
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空穴复合率、高载流子迁移能力和宽可见光吸收范围的光催化剂是有必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种银负载石墨氮化碳纳米片及其制备方法和应用，该制备方法简单，成本低廉，对环境友好，并且该方法制备得到的银负载石墨氮化碳纳米片具有高比表面积、低光生电子r/>‑
空穴复合率和宽的可见光吸收范围，具有良好的可见光响应，从而具有优异的抑菌杀菌性能。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种银负载石墨氮化碳纳米片的制备方法，该制备方法包括：将铵盐和碳源第一混合，干燥后进行高温煅烧，生成石墨氮化碳纳米片，再将所述石墨氮化碳纳米片与还原剂和银源在溶剂中进行第二混合，经水热反应得到银负载石墨氮化碳纳米片。
[0006]本专利技术还提供了一种银负载石墨氮化碳纳米片。
[0007]本专利技术进一步提供了一种利用银负载石墨氮化碳纳米片作为光催化剂在细菌抑制和灭活中的应用。
[0008]在上述技术方案中，本专利技术具有如下优势：
[0009]本专利技术提供的银负载石墨氮化碳纳米片的制备方法，该方法以铵盐为气体模板，再通过水热还原法将银纳米颗粒负载在石墨氮化碳纳米片上，之后，在2000
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4000rpm下离心5
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15min，再用去离子水洗涤2
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4次产物，在40
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80℃下干燥，制得银负载石墨氮化碳纳米片，其银纳米颗粒能够均匀分布，并且在调控铵盐与碳源的比例的过程中纳米片的厚度在逐渐变薄，比表面积也得到一定程度的增大。所制得的银负载石墨氮化碳纳米片光吸收能力强，具有良好的可见光响应，从而具有优异的抑菌杀菌性能。该制备方法操作简单，避免
了复杂的剥离过程。为提高光催化抗菌效率以及石墨氮化碳的开发和应用提供了一种可靠的方案。本专利技术所制备的银负载石墨氮化碳纳米片制备简单、可控、生产成本低、对人体危害小。
[0010]进一步，本专利技术的专利技术人通过研究发现，银负载的超薄石墨氮化碳光催化剂具有优异的大肠杆菌灭活作用。石墨氮化碳纳米片(CNS)的最低抑菌浓度(MIC)为200ppm，而银负载石墨氮化碳纳米片(AgCNS
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5)的MIC达到40ppm，抑菌效率得到很大的提升。我们推测，可能是因为，银纳米颗粒的SPR效应，能拓宽可见光的吸收范围，有效转移和分离载流子，减慢了电子空穴对的复合速率。从而能反应产生更多的活性氧，抑制并杀死了细菌。本专利技术的专利技术人进一步研究发现，过多的银负载量并不会对光催化效率有促进作用，反而占据了反应活性位点，影响光催化反应进程。
[0011]综上所述，本专利技术通过热聚合和水热法提供的银负载石墨氮化碳纳米片应用于大肠杆菌灭活时，具备良好的杀菌抑菌作用，与原始石墨氮化碳相比，其性能得到很大的提升。
[0012]本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0013]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0014]图1为实施例1制备的AgCNS
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5和对比例1制备的BCN与对比例2制备的CNS的扫描电子显微镜照片(SEM)；
[0015]图2为实施例1制备的AgCNS
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5和对比例1制备的BCN与对比例2制备的CNS的透射电子显微镜图片(TEM)；
[0016]图3为实施例1制备的AgCNS
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5的X射线能谱元素像分析(mapping)图；
[0017]图4为实施例1制备的AgCNS
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5和对比例1制备的BCN与对比例2制备的CNS的比表面积示意图；
[0018]图5为实施例1制备的AgCNS
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5和对比例1制备的BCN与对比例2制备的CNS的紫外可见漫反射图；
[0019]图6为实施例1制备的AgCNS
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5和对比例1制备的BCN与对比例2制备的CNS的的光电流示意图；
[0020]图7为实施例1制备的AgCNS
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5和对比例1制备的BCN与对比例2制备的CNS的电化学阻抗图；
[0021]图8为实施例1中制备的AgCNS
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5的活性氧物种捕捉图；
[0022]图9为实施例1制备的AgCNS
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5和对比例1制备的BCN与对比例2制备的CNS在525nm处的荧光强度图。
[0023]图10为探究实施例1中制备的AgCNS
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5最低抑菌浓度(MIC)的大肠杆菌的生长曲线图；
[0024]图11为经实施例1中制备的AgCNS
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5光催化处理过的大肠杆菌形貌图；
[0025]图12为正常大肠杆菌的形貌示意图；
[0026]图13为探究对比例1制备的BCN与对比例2制备的CNS的最低抑菌浓度(MIC)的大肠
细菌的生长曲线图；
[0027]图14为探究实施例2
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4不同银含量制备出的AgCNS
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1、AgCNS
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3和AgCNS
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7的最低抑菌浓度(MIC)的大肠杆菌的生长曲线图；
[0028]图15为分别经实施例1制备的AgCNS
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5和对比例1制备的BCN与对比例2制备的CNS光催化处理后的细菌菌落图。
具体实施方式
[0029]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0030]在本文中所披露的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种银负载石墨氮化碳纳米片的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：将铵盐和碳源第一混合，干燥后进行高温煅烧生成石墨氮化碳纳米片，再将所述石墨氮化碳纳米片与还原剂和银源在溶剂中进行第二混合，经水热反应得到银负载石墨氮化碳纳米片。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述铵盐为氯化铵、碳酸氢铵和碘化铵中的至少一者；优选为氯化铵。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述碳源为三聚氰胺、尿素、氰胺和二氰二胺中的至少一者；优选为三聚氰胺。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的制备方法，其中，所述还原剂为抗坏血酸、亚硫酸氢钠和硼氢化钠中的至少一者；优选为抗坏血酸。5.根据权利要求1
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4中任意一项所述的制备方法，其中，所述银源为硝酸银、氧化银和氯化银中的至少一者；优选为硝酸银。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的制备方法，其中，所述高温煅烧的条件包...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜金艳，徐娜，徐启迪，王超峰，舒琴，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：