一种钠硼共掺杂的氮化碳光催化剂、还原氧化石墨烯复合膜及制备方法和应用
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-11-20 08:59:17
本发明的目的在于提供一种钠硼共掺杂的氮化碳光催化剂、还原氧化石墨烯复合膜及制备方法和应用。本发明提供了一种操作简单、催化活性高的可见光催化剂的制备方法和应用,在将其负载在还原氧化石墨烯膜上,得到一种协同催化分离的还原氧化石墨烯复合膜。
本发明公开了一种钠硼共掺杂的氮化碳光催化剂、还原氧化石墨烯复合膜及制备方法和应用,光催化剂的制备方法为:将三聚氰胺与钠盐混合研磨,在氩气下煅烧,冷却、水洗、过滤收集,冷冻干燥,得到的钠单一掺杂的氮化碳纳米片,再与硼氢化钠混合研磨,随后在氩气保护下煅烧,冷却、水洗、过滤收集,冷冻干燥,即制备完成。本发明采用两步煅烧法获得钠硼共掺杂的氮化碳纳米片,氧化石墨烯经还原与抽滤后获得还原氧化石墨烯薄膜,最后将催化剂交联在膜表面得到协同催化分离的还原氧化石墨烯复合膜,制备工艺简单、操作容易,钠硼共掺杂优化了催化剂的能带结构,提升了可见光催化效率,该复合膜通过截留抗生素实现表面限域来强化抗生素的降解去除效果。
本发明与现有的技术相比,具有如下优点:
1)该钠硼共掺杂的氮化碳纳米片材料的原料来源广泛、廉价易得,工艺简单,适用于大规模的工业生产;
2)本发明方法制备的钠硼共掺杂的氮化碳纳米片材料,通过改变硼氢化钠的添加量,构建了不同钠硼掺杂比例的氮化碳纳米片;
3)本发明方法制备的钠硼共掺杂的氮化碳纳米片材料,与未改性的相比,具有更适宜的能带、更低的光生电子-空穴对复合率以及更高的电荷分离效率。
4)本发明方法制备的钠硼共掺杂的氮化碳纳米片材料,在用于对磺胺甲噁唑进行降解时,在相同的催化剂添加量下,其前期反应速率明显高于未改性氮化碳。在120min内,混合比为0.4的钠硼共掺杂的氮化碳纳米片材料对磺胺甲噁唑的去除率达99%以上,而未改性的仅48.6%。
5)本发明方法制备的钠硼共掺杂的氮化碳纳米片材料,在pH为中性条件下,可以实现对磺胺甲噁唑的高效降解。
6)本发明方法制备的协同催化分离的还原氧化石墨烯复合膜,可以实现对磺胺甲噁唑的有效截留与催化降解。
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环境治理:该光催化剂可以利用太阳能将有机污染物分解为无害物质,对于水污染治理、空气净化等环境治理领域具有重要的应用价值。例如,可以用于处理工业废水、生活污水、汽车尾气等,减少环境污染,保护生态环境。
能源转换:在能源转换领域,光催化剂可以将太阳能转化为化学能,如分解水制氢,为清洁能源的生产提供新的途径和技术手段。钠硼共掺杂的氮化碳光催化剂与还原氧化石墨烯复合膜的结合,可以提高光催化效率,降低能源转换成本,具有广阔的应用前景。
化工生产:在化工生产中,光催化剂可以用于催化各种化学反应,如有机合成、氧化还原反应等。该技术可以提高反应的选择性和效率,减少副产物的产生,降低化工生产的成本和环境污染。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。