基于超疏水氮化碳网格的富氧三相光催化剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术提出一种基于超疏水氮化碳网格的富氧三相光催化剂、制备方法及应用，该方法通过将多孔碳纤维毡通过多级超声清洗制备多孔碳纤维毡基底，利用热解法制备得到氮化碳网格，利用氩氧等离子体刻蚀制备得到氮空位修饰的氮化碳网格，梯度接枝给体‑受体复合材料通过气相接触修饰结合液相光致组装和梯度热压键合制备得到，协同构建气‑液‑固三相界面氧气传质通道，实现富氧光催化。本发明专利技术通过气相接触修饰结合液相光致组装和梯度热压键合工艺制备梯度接枝给体‑受体复合材料，在氮化碳网格表面构建了牢固的化学键合界面，显著增强了修饰层与基底材料的结合强度，克服了现有技术中仅依靠物理吸附或弱化学作用导致的修饰层易脱落问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂材料，特别涉及基于超疏水氮化碳网格的富氧三相光催化剂、制备方法及应用。

技术介绍

1、过氧化氢因其多功能性和环境友好性而被广泛认可，作为氧化剂在化学合成、水处理和能源存储等多样化的工业过程中发挥着关键作用。然而，过氧化氢的大规模生产主要仍依赖传统的蒽醌氧化工艺，伴随着高能耗(）、多阶段分离需求以及固有的安全风险——这一催化过程。因此，迫切需要开发一种环保且可靠的过氧化氢合成策略。

2、最近，光催化剂设计方面的进展，特别是高效材料和优化反应系统的开发，显著提高了生产的效率和选择性。到目前为止，已报道了多种用于过氧化氢生产的光催化剂，如二氧化钛、氧化锌、过渡金属硫化物、、碳材料、金属有机框架、共价有机框架和石墨氮化碳（cn）。特别是，由于其优越的特性，人工低成本cn已成为无金属光催化的一个有前景的候选者。此外，可调带隙结构（2.7-2.8ev）与转化的氧化还原电位相匹配，以及cn的共轭体系可以有效抑制副反应并诱导选择性的光催化还原生成过氧化氢，这使得cn成为合成过氧化氢的有前景的光催化剂。然而，天然cn的实际应用面临两个关键挑战本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于超疏水氮化碳网格的富氧三相光催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于超疏水氮化碳网格的富氧三相光催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤1中，得到多孔碳纤维毡基底的过程中，多孔碳纤维毡的尺寸为2cm×2cm×0.5cm，多孔碳纤维毡的质量为0.5-1.5g/片，丙酮溶液的体积为80-120mL，乙醇溶液的体积为80-120mL，去离子水的体积为80-120mL，超声机清洗仪频率为35-45kHz，烘干箱温度为60-80℃，烘干时间为3-5h。

3.根据权利要求1所述的一种基于超疏水氮化碳网格的富氧三相光催化剂的...

【技术特征摘要】

1.一种基于超疏水氮化碳网格的富氧三相光催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于超疏水氮化碳网格的富氧三相光催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤1中，得到多孔碳纤维毡基底的过程中，多孔碳纤维毡的尺寸为2cm×2cm×0.5cm，多孔碳纤维毡的质量为0.5-1.5g/片，丙酮溶液的体积为80-120ml，乙醇溶液的体积为80-120ml，去离子水的体积为80-120ml，超声机清洗仪频率为35-45khz，烘干箱温度为60-80℃，烘干时间为3-5h。

3.根据权利要求1所述的一种基于超疏水氮化碳网格的富氧三相光催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤2中，得到氮化碳网格材料的过程中，三聚氰胺质量为3.0-5.0g，尿素的质量为6.0-10.0g，三聚氰胺与尿素的混合质量比为1:2，氩气流速为40-60sccm，热解升温速率为5-10℃/min，热解温度为540-560℃，热解时间为3-4h。

4.根据权利要求1所述的一种基于超疏水氮化碳网格的富氧三相光催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤3中，得到氮空位修饰的氮化碳网格材料的过程中，低温等离子体反应器的功率为90-110w，低温等离子体反应器的气压为40-60kpa，氩气和氧气的混合气体的流速为40-60sccm，通入的氩气和氧气的混合气体的体积比为3：1至5：1，通入的氩气和氧气的混合气体处理时间为20-40min。

5.根据权利要求1所述的一种基于超疏水氮化碳网格的富氧三相光催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤4中，得到给体接枝氮化碳网格材料的过程中，苯甲醇的体积为4.0-6.0ml，垂直悬挂于底部液面之上5-10cm，密闭反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭桂明，彭小英，巫素琴，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：