一种梭状纳米氧化锌氮化碳三维复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种梭状纳米氧化锌氮化碳三维复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：（1）将乙二醇溶液预热：（2）将预热好的乙二醇溶液加入到乙酸锌溶液中，得到混合溶液；（3）将三聚氰胺加入到上述混合溶液中，搅拌

【技术实现步骤摘要】
一种梭状纳米氧化锌氮化碳三维复合材料的制备方法


[0001]本专利技术属于纳米材料的
，具体涉及一种梭状纳米氧化锌氮化碳三维复合材料的制备方法
。

技术介绍

[0002]近几十年来，世界范围内的自然生态系统由于各种人类活动造成的水污染而受损，这在发展中国家尤其严重
。
光催化，活性碳
、
膜过滤
、
沉淀和离子交换等技术被用于补救和减少此类损害的影响
。
其中，光催化降解有害污染物具有日益成为一种有效的水处理方法，特点是利用可再生能源，即自然光，为其降解污染物中有害化学物质提供动力
。
半导体金属氧化物
TiO2、ZnO、Bi2O3和
Fe2O3纳米颗粒在这项技术上的研究被广泛报道
。
[0003]TiO2是最早和研究最广泛的光催化剂，但是其仅在紫外线下具有良好的光催化活性和稳定性光
。
但是，因为其价格较低，因此它是一种理想的光催化材料
。 与
TiO2类似，
ZnO
也是一种有效的光催化剂，具有环境友好，高效氧化和还原有害化学物质和相对较低的成本等优点
。
然而， TiO2和
ZnO
的带隙能量（
~3.2eV
）都很大
。
因此，只能被紫外光激发，但是紫外线仅占太阳光谱的
5%
左右，而占太阳光谱
43%
的可见光却没有被利用
。
>[0004]此外，光诱导产生的电子
‑
空穴
(e
‑
‑
h
+
)
对的快速复合损失导致较差的光催化效率
。
因此，最近在某种程度上，研究趋势已经转向寻找可见光驱动的光催化剂
。
最近，一种新型的非金属光催化剂，类石墨碳氮化物（
g
‑
C3N4
）共轭半导体，近年来在废水处理方面的应用受到了相当大的关注
。 g
‑
C3N4
表现出相对较高且稳定的光催化性能，因为其具有的带隙较小
(2.7 eV)
以及显著的光生
e
‑
‑
h
+
对迁移，因此可接收太阳光
。
因为
g
‑
C3N4可以很容易地通过加热尿素或三聚氰胺来制备，所有比其他材料都便宜
。
[0005]专利
CN 109701584 A
公开了一种
Z
型光催化剂
ZnO/Fe2O3/g
‑
C3N4的制备方法及应用
。
该专利技术以热缩聚法在管式炉中制备纯石墨类氮化碳，冷却至室温后碾磨成粉末；将石墨类氮化碳
、
硝酸锌和硝酸铁在去离子水中充分混合；然后加入碱溶液，使锌离子和铁离子完全沉淀在石墨类氮化碳的表面，实现固液分离后用去离子水和乙醇冲洗多次；最后将得到的粉末高温煅烧，冷却至室温后，即得
。
本专利技术制备过程反应条件简单，通过对石墨类氮化碳的改性，达到高效快速降解四环素
。
但是该方法制备流程复杂，过程不可控且制备出的复合材料不稳定回收困难，使用成本高
。
[0006]专利
CN 110124723 A
公开了
ZnO/g
‑
C3N4复合光催化剂及其制备方法和应用
。
该专利技术将富氮有机物与去离子水混合，于
30
‑
90℃
水浴下加热，充分搅拌后放入烘箱中烘干，研磨后将所得前驱体
A
先在氮气环境下进行第一次高温煅烧后，再于空气环境下进行第二次高温煅烧，冷却，研磨得
g
‑
C3N4；将醋酸锌溶于甲醇中，用碱性溶液滴定，待沉淀完全析出，离心
、
洗涤
、
烘干，所得前驱体
B
进行高温煅烧，得
ZnO
；将
ZnO
和
g
‑
C3N4超声混合
0 .5
‑
3h
，调节溶液的
pH
至4‑
10
，形成
ZnO/g
‑
C3N4复合光催化剂
。
本专利技术方法制备的
ZnO/g
‑
C3N4复合光催化剂，能够使得电子空穴对有效分离，降低电子空穴的复合率，进而可以有效的提高光催化活性
。
但是该方法制备步骤较多，过程控制困难，复合材料结合不牢，无法重复使用，因此很难
大规模应用
。

技术实现思路

[0007]本专利技术公开了梭状纳米氧化锌氮化碳三维复合材料的制备方法
。
本专利技术通过水热法
‑
热处理方法成功制备了梭状纳米氧化锌氮化碳三维复合材料
。
本专利技术的制备工艺简单，方便操作，所得产品分散性好无团聚，可规模化制备
。
该复合材料具有较高的可见光光催化效率，并且这种效率在至少五次后无明显劣化
。
[0008]本专利技术的技术方案如下：一种梭状纳米氧化锌氮化碳三维复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）
、
将
50 mL
乙二醇溶液预热至
100℃﹣140℃
，；（2）
、
将预热好的乙二醇溶液在剧烈搅拌下缓慢加入到
50mL
乙酸锌溶液中，得到混合溶液，乙酸锌溶液的浓度为
0.1﹣0.5mol/L
；（3）
、
待步骤（2）中混合溶液温度降至室温后，将
3g﹣8g
三聚氰胺加入到上述混合溶液中，经过剧烈搅拌
、
超声分散后转移至
200mL
反应釜中，在
120℃
条件下进行水热反应；（4）
、
将步骤（3）中的上层反应产物经过洗涤
、
干燥，最后放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为
300℃﹣400℃
，煅烧时间为
1﹣3h。
[0009]在上述技术方案的基础上，有以下进一步的技术方案：所述步骤（2）中搅拌转速为
2000﹣4000rmp/min
；所述步骤（3）中水热反应时间为
10﹣16h
；所述洗涤方法为先用无水乙醇洗涤
1﹣3
次，再用去离子水洗涤
1﹣3
次；所述步骤（4）中所述干燥为在
50﹣80℃
烘箱中干燥
1﹣3h。
[0010]本专利技术有益效果在于：本专利技术梭状纳米氧化锌氮化碳三维复合材料合成方法简单，原料易获取，成本较低，合成过程可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种梭状纳米氧化锌氮化碳三维复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）
、
将
50 mL
乙二醇溶液预热至
100℃﹣140℃
，；（2）
、
将预热好的乙二醇溶液在剧烈搅拌下缓慢加入到
50mL
乙酸锌溶液中，得到混合溶液，乙酸锌溶液的浓度为
0.1﹣0.5mol/L
；（3）
、
待步骤（2）中混合溶液温度降至室温后，将
3g﹣8g
三聚氰胺加入到上述混合溶液中，经过剧烈搅拌
、
超声分散后转移至
200mL
反应釜中，在
120℃
条件下进行水热反应；（4）
、
将步骤（3）中的上层反应产物经过洗涤
、
干燥，最后放入马弗炉中...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭寿，张正义，张冲，王田禾，房树清，柳琪，
申请(专利权)人：中建材玻璃新材料研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：