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本发明公开了一种定向降解压裂返排液中有机物的3D光催化剂及方法,将可变价金属的硝酸盐溶液与碱混合,高温处理后取沉淀物进行第一次煅烧,得到金属氧化物纳米棒;将金属氧化物纳米棒、三聚氰胺海绵浸泡在过饱和尿素溶液中,冷冻干燥,进行第二次煅烧得到3Dg C3N4/金属氧化物光催化剂,本发明以三聚氰胺海绵为模板,将金属氧化物纳米棒和三聚氰胺海绵经过原位自组装和高温煅烧制得的3D g C3N4/金属氧化物光催化剂可以保证良好的光催化降解压裂后返排液的性能,同时还能降低了原料成本,能回收重复利用。

本发明制备光催化剂采用三聚氰胺海绵为模板，其价格低廉、易得，并且无毒无害，减少了对人体健康和生态环境的危害。本发明3D光催化剂的制备方法简单，适合大批量的制备，而且后处理工艺简单，采用本发明合成的3D g-C3N4/金属氧化物光催化剂对压裂后的返排液进行降解实验，不需要对返排液进行絮凝沉降等前处理，操作简便易于现场规模化实验。

油气田的压裂返排液是在增产作业返排的过程中产生的，这些废液的主要组分较为复杂,污染物的类型众多,主要表现在废水中含有较高的悬浮固体,矿化度及有机物,如果不经过处理而直接外排将会对环境造成危害。其中针对无机物处理的方法有很多，例如化学絮凝、自然蒸发、过滤、蒸馏、Ecosphere臭氧处理等技术手段。而对于有机物的去除方法极其有限，因此，有必要针对降解石油压裂返排液中有机物进行研究。

使用光催化降解法可利用洁净的太阳光驱动反应，利用环境友好的分子氧为氧化剂，是消除有机污染物最有应用前景的方法之一。光催化过程利用光能产生具有氧化还原能力的活性物质(O2-、OH或h+)，能去除或降低目标物质。在水处理方面，传统的膜过滤技术和吸附技术存在效率低、成本高、耗时长的局限性。光催化剂的合成是光催化过程的关键。近年来，具有窄带隙、能吸收可见光的光催化剂引起了研究者的关注。

g-C3N4是一种非金属半导体光催化材料，其带隙约为2.7eV，故对可见光有响应，对酸、碱、光具有很好的耐腐蚀性，且结构和性能易于调控，但依然存在量子效率低的问题。目前，提高g-C3N4量子效率的途径主要有金属元素掺杂、碳材料复合、半导体材料复合、导电聚合物复合、形貌控制、结构控制及制备方法改进等。

可变价金属氧化物可以通过吸附氧气将其转化为具有强氧化性的自由基，降解水体中污染物。通过复合g-C3N4与可变价金属氧化物构筑异质结光催化剂，可以大幅提高g-C3N4光生载流子分离效率及复合催化剂的氧化性能。但是目前所报道的复合催化剂大多是二维的固体粉末，不利于回收利用，应用于降解石油返排液中有机物的催化剂很少。

本发明在光催化、油气田化学技术领域有着广泛的应用前景。

发明人：马利静 李晶华 艾超前 黄亚龙 敬登伟

 西安交通大学是我国最早兴办、享誉海内外的著名高等学府，是教育部直属重点大学。西迁以来，一代代交大人扎根西部、服务国家，为西部发展和国家建设作出了卓越贡献，以实际行动铸就了第一批纳入中国共产党人精神谱系的西迁精神。2017年12月，习近平总书记对学校15位老教授来信作出重要指示。在2018年新年贺词中，习近平总书记再次提到“西安交大西迁的老教授”。2020年4月22日，习近平总书记来校考察并发表重要讲话，强调西迁精神的核心是爱国主义，精髓是听党指挥跟党走，与党和国家、与民族和人民同呼吸、共命运，勉励师生在新时代创造属于我们这代人的历史功绩，给全校师生以巨大关怀和极大鼓舞，为学校新时代建设中国特色世界一流大学提供了根本遵循和行动指南。

本发明提供一种定向降解压裂返排液中有机物的3D光催化剂及方法，以三聚氰胺海绵为模板，将金属氧化物纳米棒和三聚氰胺海绵浸泡在过饱和的尿素溶液中进行原位自组装，后又经过煅烧，浸满尿素的三聚氰胺海绵热聚合得到g-C3N4，g-C3N4进一步与金属氧化物纳米棒形成异质结结构，从而得到宏观三维的立体块状结构的3Dg-C3N4/金属氧化物光催化剂，该宏观三维的立体块状结构的光催化剂可以进行回收循环再利用，而光催化剂的异质结结构能大大提高了光催化降解压裂后返排液的效率。

为促进科学技术产业化的发展，希望能够充分利用对方广泛的市场资源优势和科研平台能力，实现技术研发与市场营运的直接联盟。为使新技术尽快转化为生产力，希望实行技术合作开发联营生产和产值提成的方式紧密合作。希望合作方能够负责组建生产公司及工商、税务经营手续和必要的启动资金；在双方合作期间，我方对该产品不断创新和改进。

企业实施科技成果转移转化，采取以下方式并达到相应的目的：

一是开发新的产品或服务，以培育新的市场竞争力；

二是开发新的工艺，以提质、降本、降耗、增能、增效；

三是完善管理，优化流程，以强化对企业生产经营的控制力；

四是进入新的市场，以扩大市场规模；

五是培育新的能力，以取得新的优势；

六是完善经营管理的体制机制，以提高效益。

希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制，按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等，协同推进研究开发与科技成果转化。