CN108940338A - 钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108940338A CN108940338A CN201810744637.XA CN201810744637A CN108940338A CN 108940338 A CN108940338 A CN 108940338A CN 201810744637 A CN201810744637 A CN 201810744637A CN 108940338 A CN108940338 A CN 108940338A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- porous carbon
- nitride porous
- potassium
- photochemical catalyst
- potassium element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title claims abstract description 137
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 102
- 239000011591 potassium Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 102
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 97
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 95
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 12
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 239000004098 Tetracycline Substances 0.000 claims description 34
- 229960002180 tetracycline Drugs 0.000 claims description 34
- 229930101283 tetracycline Natural products 0.000 claims description 34
- 235000019364 tetracycline Nutrition 0.000 claims description 34
- 150000003522 tetracyclines Chemical class 0.000 claims description 34
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 33
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 32
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 14
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims description 13
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 11
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 claims description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 8
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 7
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 5
- MYSWGUAQZAJSOK-UHFFFAOYSA-N ciprofloxacin Chemical compound C12=CC(N3CCNCC3)=C(F)C=C2C(=O)C(C(=O)O)=CN1C1CC1 MYSWGUAQZAJSOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 229960003405 ciprofloxacin Drugs 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M methyl orange Chemical group [Na+].C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M 0.000 claims description 2
- 229940012189 methyl orange Drugs 0.000 claims description 2
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 2
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 2
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960002135 sulfadimidine Drugs 0.000 claims description 2
- ASWVTGNCAZCNNR-UHFFFAOYSA-N sulfamethazine Chemical compound CC1=CC(C)=NC(NS(=O)(=O)C=2C=CC(N)=CC=2)=N1 ASWVTGNCAZCNNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 20
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 19
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 13
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 abstract description 12
- 230000005012 migration Effects 0.000 abstract description 5
- 238000013508 migration Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 6
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 4
- -1 antibiosis Element Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 206010017577 Gait disturbance Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂及其制备方法和应用，该光催化剂包括多孔氮化碳材料，其掺杂有钾元素。其制备方法包括：将多孔氮化碳材料与钾盐溶液混合，烘干，所得混合物进行高温煅烧，得到钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂。本发明光催化剂具有比表面积大、孔洞数量多、光生载流子分离和迁移速率快、吸光能力强、光催化活性高等优点，是一种结构新颖、光催化性能优异的新型可见光催化剂，有着很好的使用价值和应用价值，其制备方法具有工艺简单、易操作、成本低廉等优点。本发明光催化剂可广泛用于降解有机污染物，可实现对有机污染物的有效去除，具有操作简单、成本低廉、去除效果好等优点，有着很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于可见光催化领域，涉及一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
环境污染和能源危机已成为现代社会实现可持续发展的两个绊脚石，其中，抗生素废水污染越来越严重，威胁着水中动植物，甚至人类的健康。虽然研究者采取了多种方法治理抗生素废水，但是，常规化学吸附方法、物理方法和生物方法对抗生素废水的处理效果均不理想。为了解决废水抗生素污染等问题，研究者提出了一种新途径，即利用光催化剂在太阳光照射下发生催化反应的光催化技术。该光催化技术由于利用的能源是太阳光，在净化过程不会产生二次污染，价格低廉，易于大规模利用，所以被认为是一种在环境治理领域有着重要应用前景的绿色技术。光催化技术中，半导体光催化剂能够在光的照射下激发产生光生电子和空穴，在半导体表面发生氧化还原反应，从而实现有机污染物的分解，实现光能的利用和转化。然而，传统的半导体光催化剂如TiO2和ZnO，由于其本身的宽的禁带较宽，使得此类光催化剂只能吸收紫外光而不能很好的利用太阳光。
在众多新型半导体催化剂中，石墨型氮化碳(g-C3N4)作为一种共轭聚合物半导体，最近引起了相当大的关注，因为它具有良好的物理化学稳定性，具有吸引力的电子结构和适当的带隙，即2.7eV，在催化和能源方面具有良好的应用前景。然而，单体g-C3N4也存在着不可忽视的缺点，比如比表面积较小、光生载流子的复合速率快、量子效率低和较弱的利用太阳能的能力等。为了改善单体氮化碳存在的上述问题，研究人员提出用硬模板法制备多孔氮化碳，但是采用硬模板法制备多孔氮化碳的过程中会使用到氢氟酸，容易造成二次污染，会对环境造成巨大的危害，且由此制得的多孔氮化碳仍然存在比表面积小、孔洞数量少、光生载流子的复合速率快、量子效率低、吸光能力差、光催化活性差等不足，这些问题的存在严重限制了多孔氮化碳在光催化领域中的应用。因此，如何全面改善上述缺点和不足，提供一种比表面积大、孔洞数量多、光生载流子分离和迁移速率快、吸光能力强、光催化活性高的新型光催化剂，对于提高光催化技术在环境污染物治理领域中的应用范围具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种比表面积大、孔洞数量多、光生载流子分离和迁移速率快、吸光能力强、光催化活性高的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂及其制备方法和应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂，所述钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂包括多孔氮化碳材料；所述多孔氮化碳材料中掺杂有钾元素。
作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将多孔氮化碳材料与钾盐溶液混合，烘干，得到混合物；
S2、对步骤S1中得到的混合物进行高温煅烧，得到钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤S1中，所述多孔氮化碳材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将尿素和三聚氰胺溶于溶剂中，得到混合溶液；
(2)将步骤(1)中得到的混合溶液进行水热反应，清洗，过滤，干燥，得到多孔氮化碳材料前驱体；
(3)将步骤(2)中得到的多孔氮化碳材料前驱体进行高温煅烧，得到多孔氮化碳材料。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤(1)中，所述尿素和三聚氰胺的摩尔比为3∶1，所述溶剂为水。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤(2)中，所述水热反应在温度为160℃～180℃下进行；所述水热反应的时间为18h～32h；所述清洗为采用水和乙醇各清洗3次～5次。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤(3)中，所述高温煅烧过程中的升温速率为2℃/min～10℃/min；所述高温煅烧在温度为450℃～650℃下进行；所述高温煅烧的时间为1h～3h。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤S1中，所述多孔氮化碳材料与钾盐溶液的质量体积比为0.3g∶20mL；所述钾盐溶液为氯化钾溶液、碘化钾溶液、硫酸钾溶液、硝酸钾溶液和氢氧化钾溶液中的至少一种；所述钾盐溶液中钾离子的浓度≤0.2mol/L。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述高温煅烧过程中的升温速率为2℃/min～10℃/min；所述高温煅烧在温度为450℃～650℃下进行；所述高温煅烧的时间为1h～3h。
作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂或上述的制备方法制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂在降解有机污染物中的应用。
上述的应用，进一步改进的，利用钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂降解水体中的有机污染物，包括以下步骤：将钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂与有机污染物水体混合，搅拌，达到吸附平衡后进行光催化降解反应，完成对有机污染物的降解；所述钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂的添加量为每升有机污染物水体中添加钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂0.6g～1.0g。
上述的应用，进一步改进的，所述有机污染物水体为抗生素水体或染料水体；所述有机污染物水体中有机污染物的初始浓度≤80mg/L；所述抗生素水体中的抗生素为四环素、磺胺二甲基嘧啶、环丙沙星中的至少一种；所述染料水体中的染料为甲基橙和/或罗丹明B。
上述的应用，进一步改进的，所述搅拌的时间为30min～60min；所述光催化降解反应在波长λ＞350nm的全光谱条件下进行；所述光催化降解反应的时间为60min～120min。
本发明的主要创新点在于：
针对现有多孔氮化碳存在比表面积小、孔洞数量少、光生载流子的复合速率快、量子效率低、吸光能力差、光催化活性差等问题，本发明以三聚氰胺和尿素为原料通过采用无模板法制备具有片状结构的多孔氮化碳材料，具有制备工艺简单、易操作、成本低廉、不使用有毒有害原料、反应条件温和、对环境危害小等优点，同时在制备过程中以尿素作为造孔剂，能够显著提高多孔氮化碳材料的比表面积和孔洞数量，使多孔氮化碳材料表面具有大量的纳米孔洞，形成孔洞结构，以及获得了巨大的比表面积，从而使多孔氮化碳具有更好的多孔结构以获得更强的吸光能力，以及使多孔氮化碳具有更多的活性位点以获得更强的吸附去除能力。在此基础上，本发明将钾元素掺杂到多孔氮化碳材料中，能够进一步提高多孔氮化碳材料的比表面积和孔洞数量，从而进一步提高材料活性位点的数量，并获得更窄的带隙和更强的可见光吸收能力，使材料具有更快速的光生载流子分离和迁移能力，即通过掺杂钾元素获得了更优的多孔结构和更多的活性位点数量，从而更有利于电子、空穴从催化剂体内快速到达表面，降低光生电子-空穴对的复合速率，提升电子的利用率，获得优异的光催化性能，并最终实现高效、快速地降解环境中的污染物特别是有机污染物(如抗生素、染料)，能够满足实际应用需求，在光催化领域具有广阔的前景。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明提供了一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂，包括多孔氮化碳材料，其中多孔氮化碳材料中掺杂有钾元素，具有比表面积大、孔洞数量多、光生载流子分离和迁移速率快、吸光能力强、光催化活性高等优点，是一种结构新颖、光催化性能优异的新型可见光催化剂，有着很好的使用价值和应用价值。
(2)本发明还提供了一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂的制备方法，以多孔氮化碳材料和氢氧化钾溶液为原料，通过高温煅烧制备得到结构新颖、光催化性能优异的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂。本发明制备方法具有工艺简单、易操作、成本低廉等优点，适合于大规模制备，利于工业化应用。
(3)本发明制备方法中，所用多孔氮化碳材料由无模板法制备得到，具体为：以尿素和三聚氰胺为原料，通过水热反应和高温煅烧制备得到具有片状结构的多孔氮化碳材料。本发明制备多孔氮化碳材料的方法具有制备工艺简单、易操作、成本低廉、不使用有毒有害原料、反应条件温和、对环境危害小等优点，且所制得的多孔氮化碳材料具有比表面积大、孔洞数量多、活性位点多、光生电子-空穴分离速率快、吸光能力强、光催化活性高等优点。
(4)本发明还提供了一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂在降解有机污染物中的应用，如利用钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂降解水体中的有机污染物，通过将钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂与有机污染物水体混合进行光催化降解反应即可实现对水体中有机污染物的有效去除，具有操作简单、成本低廉、去除效果好等优点，有着很好的应用前景。以四环素为例，采用本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂降解60min，对四环素的降解效率高达97.43％，实现了对四环素的高效去除，能够满足实际应用需求。
附图说明
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
图1为本发明实施例1中制得的多孔氮化碳材料(MCN)、钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)和对比例1中制得的氮化碳(g-C3N4)的TEM图，其中(a)为g-C3N4，(b)为MCN，(c)为KMCN-0.05。
图2为本发明实施例1中制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)和对比例1中制得的氮化碳(g-C3N4)的XRD图。
图3为本发明实施例1中制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)和对比例1中制得的氮化碳(g-C3N4)的DRS对比图。
图4为本发明实施例6中钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)和氮化碳(g-C3N4)在波长λ＞420nm的可见光条件下对四环素的降解效果图。
图5为本发明实施例6中钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)在波长λ＞420nm的可见光条件下对不同浓度四环素溶液的降解效果图。
图6为本发明实施例6中不同钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0、KMCN-0.02、KMCN-0.05、KMCN-0.1、KMCN-0.2)、氮化碳(g-C3N4)和多孔氮化碳材料(MCN)在波长λ＞420nm的可见光条件下对四环素的降解效果图。
图7为本发明实施例7中钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)在不同光照条件下对四环素的降解效果图。
图8为本发明实施例8中钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)和氮化碳(g-C3N4)在波长λ＞420nm的可见光条件下对罗丹明B的降解效果图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下本发明实施例中，若无特别说明，所采用的材料和仪器均为市售，所采用工艺为常规工艺，所采用设备为常规设备，且所得数据均是三次以上重复实验的平均值。
实施例1
一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂，包括多孔氮化碳材料，其中多孔氮化碳材料中掺杂有钾元素。
本实施例中，多孔氮化碳材料为片状结构；多孔氮化碳材料的表面具有纳米孔洞。
一种上述本实施例中钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.3g多孔氮化碳材料与20mL、浓度为0.05mol/L的氢氧化钾溶液混合，匀速搅拌2h，使多孔氮化碳材料和氢氧化钾溶液混合均匀，所得混合液在搅拌条件下烘干，得到混合物。
(2)对步骤(1)中得到的混合物放入坩埚中，置于马弗炉内，以升温速率为2.3℃/min升温至550℃，并在550℃下保持2h，完成对混合物的高温煅烧处理，待自然冷却后去除，用研钵研磨，得到淡黄色粉末。
(3)将步骤(2)中得到的淡黄色粉末用水和乙醇各冲洗3次，过滤，在80℃下干燥8h，得到钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂，标记为KMCN-0.05。
本实施例中，所用多孔氮化碳材料由以下方法制备得到：取4.28g尿素和3g三聚氰胺研磨，溶解在80mL去离子水中，匀速搅拌2h，得到混合溶液；将该混合溶液转移至100mL高压釜中，在180℃中保温24小时，完成对混合溶液的水热反应处理，待自然冷却后用水和乙醇各冲洗3次，过滤，在80℃下干燥8h，得到多孔氮化碳材料前驱体；将该多孔氮化碳材料前驱体放入坩埚中，置于马弗炉内，以升温速率为2.3℃/min升温至550℃保持2h，完成对混合物的高温煅烧处理，待自然冷却后去除，用研钵研磨，得到多孔氮化碳材料，标记为MCN。
对比例1
一种氮化碳的制备方法，包括以下步骤：取5g三聚氰胺放入坩埚中，置于马弗炉内，以2.3℃/分钟的升温速率加热至550℃，并在550℃保温4h，整个过程在氮气的保护下进行，待自然冷却后取出，用研钵研磨，得到氮化碳，标记为g-C3N4。
图1为本发明实施例1中制得的多孔氮化碳材料(MCN)、钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)和对比例1中制得的氮化碳(g-C3N4)的TEM图，其中(a)为g-C3N4，(b)为MCN，(c)为KMCN-0.05。由图1可知，单体氮化碳(g-C3N4)呈现块状聚集的结构，具有较小的比表面积且表面没有纳米孔洞；多孔氮化碳材料(MCN)呈现片状结构，并且表面有部分纳米孔洞；钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)呈现超薄片状结构，并且表面有大量的纳米孔洞。
图2为本发明实施例1中制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)和对比例1中制得的氮化碳(g-C3N4)的XRD图。由图2可知，在13.1°和27.2°处出现两个明显的归属于石墨相氮化碳(100)和(002)晶面的XRD衍射峰，证实制备的产物为g-C3N4。对比单体氮化碳，钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂的27.2°峰变宽，强度变弱，这说明本发明材料中已成功掺杂钾元素。
图3为本发明实施例1中制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)和对比例1中制得的氮化碳(g-C3N4)的DRS对比图。由图3可知，单体氮化碳(g-C3N4)吸收波长在470nm左右，钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)的吸收波长拓宽至520nm以上，增加了光的吸收范围，提高了光的利用率。
表1本发明实施例1中制得的多孔氮化碳材料(MCN)、钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)和对比例1中制得的氮化碳(g-C3N4)的性能数据
| 样品 | 比表面积(m2/g) | 孔体积(cm3/g) | 孔径(nm) |
| g-C3N4 | 12.735 | 0.073 | 19.676 |
| MCN | 26.566 | 0.149 | 21.422 |
| KMCN-0.05 | 50.196 | 0.321 | 27.784 |
由表1可知，本发明实施例1中制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)具有表面积大、孔体积大、孔径大等优点，其中比表面积为50.196m2/g，孔体积为0.321cm3/g，孔径为27.784nm，这同样也说明本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂有着合适的孔洞结构。
实施例2
一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂的制备方法，与实施例1中的制备方法基本相同，区别仅在于：实施例2的步骤(1)中所用氢氧化钾溶液的浓度为0。即以水代替氢氧化钾溶液。
实施例2中制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂，标记为KMCN-0。
实施例3
一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂的制备方法，与实施例1中的制备方法基本相同，区别仅在于：实施例3的步骤(1)中所用氢氧化钾溶液的浓度为0.02mol/L。
实施例3中制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂，标记为KMCN-0.02。
实施例4
一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂的制备方法，与实施例1中的制备方法基本相同，区别仅在于：实施例4的步骤(1)中所用氢氧化钾溶液的浓度为0.1mol/L。
实施例4中制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂，标记为KMCN-0.1。
实施例5
一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂的制备方法，与实施例1中的制备方法基本相同，区别仅在于：实施例5的步骤(1)中所用氢氧化钾溶液的浓度为0.2mol/L。
实施例5中制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂，标记为KMCN-0.2。
实施例6
一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂在降解有机污染物中的应用，具体为利用钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂降解水体中的抗生素，包括以下步骤：
取30mg实施例1中制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂，加入到50mL、初始浓度为20mg/L的四环素溶液中，混合均匀，在黑暗条件(暗室)下搅拌60min，使钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂达到吸附平衡，在波长λ＞420nm的可见光条件下进行光催化降解反应60min，完成对水体中四环素的降解。
以对比例1中制得的氮化碳为对照组，在相同条件下对四环素溶液进行降解处理。
本实施例中，还考察了钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂对其他浓度四环素溶液(10mg/L，30mg/L和40mg/L)降解效果的影响，除四环素溶液的浓度不同外，其他条件相同。
本实施例中，还考察了不同钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0、KMCN-0.02、KMCN-0.1、KMCN-0.2)对四环素溶液(20mg/L)降解效果的影响，除催化剂不同外，其他条件相同。
光催化降解反应过程中，每15min取样2mL，并利用紫外-可见分光光度计测出溶液中四环素的特征峰值，计算降解效率，结果如图4、图5和图6所示。
图4为本发明实施例6中钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)和氮化碳(g-C3N4)在波长λ＞420nm的可见光条件下对四环素的降解效果图。由图4可知，光照1小时后，单体氮化碳(g-C3N4)对四环素的降解效率仅为29.60％，而本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)对四环素的降解效率为85.13％，这说明本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂能够显著提高对抗生素(如四环素)的去除效果。
图5为本发明实施例6中钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)在波长λ＞420nm的可见光条件下对不同浓度四环素溶液的降解效果图。由图5可知，光照1小时后，本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂在波长λ＞420nm的可见光条件下对不同浓度四环素溶液均具有较好的去除效果，其中对于浓度为10mg/L、20mg/L、30mg/L和40mg/L的四环素溶液的降解效率分别为92.06％、85.13％、70.77％和62.62％。特别地，本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂更容易去除低浓度的污染物。
图6为本发明实施例6中不同钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0、KMCN-0.02、KMCN-0.05、KMCN-0.1、KMCN-0.2)、氮化碳(g-C3N4)和多孔氮化碳材料(MCN)在波长λ＞420nm的可见光条件下对四环素的降解效果图。由图6可知，本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0、KMCN-0.02、KMCN-0.05、KMCN-0.1、KMCN-0.2)对四环素均具有很好的降解效果，其中钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0、KMCN-0.02、KMCN-0.05、KMCN-0.1、KMCN-0.2)对四环素的降解效率依次为67.91％、71.66％、85.13％、80.18％、75.49％。相比氮化碳(29.60％)和多孔氮化碳材料(60.84％)，本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)对四环素的降解效率分别提高了55.53％、24.29％。
实施例7
一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂在降解有机污染物中的应用，具体为利用钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂降解水体中的抗生素，包括以下步骤：
取3份实施例1中制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂，各30mg，分别加入到50mL、初始浓度为20mg/L的四环素溶液中，混合均匀，在黑暗条件(暗室)下搅拌60min，使钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂达到吸附平衡，然后分别在黑暗条件下、在波长λ＞420nm的可见光条件下和在波长λ＞350nm的全光谱条件下进行光催化降解反应60min，完成对水体中四环素的降解。
以未添加催化剂的四环素溶液为空白组，在波长λ＞420nm的可见光条件下进行光催化降解反应，保持其他条件相同。
光催化降解反应过程中，每15min取样2mL，并利用紫外-可见分光光度计测出溶液中四环素的特征峰值，计算降解效率，结果如图6所示。
图7为本发明实施例7中钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)在不同光照条件下对四环素的降解效果图。由图7可知，反应1小时后，本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂在黑暗条件下、在波长λ＞420nm的可见光条件下和在波长λ＞350nm的全光谱条件下对四环素的降解效率分别为13.70％、85.13％和97.43％，而在未添加催化剂的条件下对四环素的降解效率为0.08％。可见，相比黑暗条件和波长λ＞420nm的可见光条件，在波长λ＞350nm的全光谱条件下进行光催化降解反应更利于本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂实现对四环素的彻底去除，这说明本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂是一种全光谱型光催化剂，能够吸收全波段太阳光，具有很好的光吸收能力和较高的光利用率，而在没有催化剂的条件下进行光催化降解反应难以实现对四环素的有效去除。
实施例8
一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂在降解有机污染物中的应用，具体为利用钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂降解水体中的染料，包括以下步骤：
取30mg实施例1中制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂，加入到50mL、初始浓度为20mg/L的罗丹明B溶液中，混合均匀，在黑暗条件(暗室)下搅拌60min，使钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂达到吸附平衡，在波长λ＞420nm的可见光条件下进行光催化降解反应60min，完成对水体中罗丹明B的降解。
以对比例1中制得的氮化碳为对照组，在相同条件下对罗丹明B溶液进行降解处理。
光催化降解反应过程中，每15min取样2mL，并利用紫外-可见分光光度计测出溶液中罗丹明B的特征峰值，计算降解效率，结果如图8所示。
图8为本发明实施例8中钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)和氮化碳(g-C3N4)在波长λ＞420nm的可见光条件下对罗丹明B的降解效果图。由图8可知，光照1小时后，单体氮化碳(g-C3N4)对罗丹明B的降解效率仅为23.31％，而本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂(KMCN-0.05)对罗丹明B的降解效率为95.63％，这说明本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂能够显著提高对染料(如罗丹明B)的去除效果。
综上可知，本发明钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂，具有比表面积大、孔洞数量多、光生载流子分离和迁移速率快、吸光能力强、光催化活性高等优点，是一种结构新颖、光催化性能优异的新型可见光催化剂，能够实现高效、快速地降解环境中的污染物特别是有机污染物(如抗生素、染料)，且能够满足实际应用需求，有着很好的使用价值和应用前景。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂，其特征在于，所述钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂包括多孔氮化碳材料；所述多孔氮化碳材料中掺杂有钾元素。
2.一种如权利要求1所述的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将多孔氮化碳材料与钾盐溶液混合，烘干，得到混合物；
S2、对步骤S1中得到的混合物进行高温煅烧，得到钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述多孔氮化碳材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将尿素和三聚氰胺溶于溶剂中，得到混合溶液；
(2)将步骤(1)中得到的混合溶液进行水热反应，清洗，过滤，干燥，得到多孔氮化碳材料前驱体；
(3)将步骤(2)中得到的多孔氮化碳材料前驱体进行高温煅烧，得到多孔氮化碳材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述尿素和三聚氰胺的摩尔比为3∶1，所述溶剂为水；
所述步骤(2)中，所述水热反应在温度为160℃～180℃下进行；所述水热反应的时间为18h～32h；所述清洗为采用水和乙醇各清洗3次～5次；
所述步骤(3)中，所述高温煅烧过程中的升温速率为2℃/min～10℃/min；所述高温煅烧在温度为450℃～650℃下进行；所述高温煅烧的时间为1h～3h。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述多孔氮化碳材料与钾盐溶液的质量体积比为0.3g∶20mL；所述钾盐溶液为氯化钾溶液、碘化钾溶液、硫酸钾溶液、硝酸钾溶液和氢氧化钾溶液中的至少一种；所述钾盐溶液中钾离子的浓度≤0.2mol/L。
6.根据权利要求2～4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述高温煅烧过程中的升温速率为2℃/min～10℃/min；所述高温煅烧在温度为450℃～650℃下进行；所述高温煅烧的时间为1h～3h。
7.一种如权利要求1所述的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂或权利要求2～6中任一项所述的制备方法制得的钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂在降解有机污染物中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，利用钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂降解水体中的有机污染物，包括以下步骤：将钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂与有机污染物水体混合，搅拌，达到吸附平衡后进行光催化降解反应，完成对有机污染物的降解；所述钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂的添加量为每升有机污染物水体中添加钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂0.6g～1.0g。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述有机污染物水体为抗生素水体或染料水体；所述有机污染物水体中有机污染物的初始浓度≤80mg/L；所述抗生素水体中的抗生素为四环素、磺胺二甲基嘧啶、环丙沙星中的至少一种；所述染料水体中的染料为甲基橙和/或罗丹明B。
10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，所述搅拌的时间为30min～60min；所述光催化降解反应在波长λ＞350nm的全光谱条件下进行；所述光催化降解反应的时间为60min～120min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810744637.XA CN108940338B (zh) | 2018-07-09 | 2018-07-09 | 钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810744637.XA CN108940338B (zh) | 2018-07-09 | 2018-07-09 | 钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108940338A true CN108940338A (zh) | 2018-12-07 |
| CN108940338B CN108940338B (zh) | 2020-05-15 |
Family
ID=64483566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810744637.XA Active CN108940338B (zh) | 2018-07-09 | 2018-07-09 | 钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108940338B (zh) |
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109603880A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-12 | 湖南大学 | 中空管状氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN109603882A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-12 | 湖南大学 | 利用改性碳量子点负载中空管状氮化碳光催化剂处理有机污染物和光催化杀菌的方法 |
| CN109772409A (zh) * | 2019-02-15 | 2019-05-21 | 江苏大学 | B,s共掺杂氮化碳纳米管光催化剂及制备方法和应用 |
| CN110170332A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-27 | 中国石油大学(华东) | 一种可用于光催化海水析氢的氮化碳及其制备方法 |
| CN110201703A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-06 | 肇庆市华师大光电产业研究院 | 一种多元金属掺杂氮化碳复合材料的制备方法 |
| CN110327960A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-10-15 | 华南师范大学 | 一种碱金属修饰的多孔薄片状氮化碳及其制备方法和应用 |
| CN110479350A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种薄层多孔氮化碳光催化剂的制备方法 |
| CN110548534A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-12-10 | 常州大学 | 一种氨基修饰片状氮化碳光催化材料的制备方法 |
| CN110975917A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-04-10 | 中南林业科技大学 | 一种缺陷态氮化碳材料及其制备方法与用途 |
| CN111545232A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-08-18 | 北京建筑大学 | 一种新型微波法制备表面缺陷型Cl掺杂氮化碳光催化剂及其应用 |
| WO2020246715A1 (ko) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 울산과학기술원 | 자외선 흡수제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 자외선 차단용품 |
| CN112058298A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-11 | 上海工程技术大学 | 一种高浓度碱溶液改性氮化碳的制备方法 |
| CN112169750A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-05 | 北京化工大学 | 一种碱式钾盐改性石墨相氮化碳在制备阳离子型染料吸附剂中的应用 |
| CN112844437A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-05-28 | 中山大学 | 一种高结晶氮化碳光-芬顿催化剂的制备方法及其在降解新兴污染物中的应用 |
| CN113559910A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-29 | 杭州星宇炭素环保科技有限公司 | 八面体氮化碳光催化材料的制备及去除水体中抗生素的应用 |
| CN114146717A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-03-08 | 南华大学 | 一种3d多孔结构可见光光催化材料及其制备方法与应用 |
| CN114308102A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-12 | 海南聚能科技创新研究院有限公司 | 一种金属掺杂氮化碳材料及其制备方法和应用 |
| CN114558606A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-31 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 一种提取分离含铀废水或海水中铀的催化剂及其应用 |
| US11377412B2 (en) * | 2018-11-16 | 2022-07-05 | Hefei energy research institute | Catalyst for catalytic oxidation of furfural for preparation of maleic acid, preparation method and use thereof |
| CN114904549A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-08-16 | 深圳市康弘智能健康科技股份有限公司 | 用于吸附和光催化降解甲醛的多孔纳米材料及其制备方法 |
| CN114950520A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-08-30 | 湖北工业大学 | 一种CeO2/Na,K掺杂g-C3N4类Fenton催化材料及其制备方法和应用 |
| CN115301278A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-11-08 | 河北农业大学 | 一种氮化碳光催化剂的制备方法及所制备的光催化剂 |
| CN115430451A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-12-06 | 湖南大学 | 铁钛共掺杂的多孔石墨相氮化碳光芬顿催化剂及其制备方法和应用 |
| CN115634705A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-01-24 | 重庆大学 | 一种同时具有内部电场和全光谱吸收特性的核壳异质结 |
| CN115672370A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-02-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于可见光催化降解水中微污染物的管状氮化碳的制备方法 |
| CN116371444A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-07-04 | 电子科技大学长三角研究院(湖州) | 一种钾离子/羧基共修饰的氮化碳催化剂的制备及其应用 |
| CN116673052A (zh) * | 2023-04-20 | 2023-09-01 | 东南大学 | 一种钾掺杂氮化碳光催化剂及其制备方法与应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105126893A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种石墨相氮化碳材料、其制备方法和用途 |
| CN108080016A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-29 | 肇庆市华师大光电产业研究院 | 一种钾掺杂氮化碳光催化剂的制备方法和应用 |
-
2018
- 2018-07-09 CN CN201810744637.XA patent/CN108940338B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105126893A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种石墨相氮化碳材料、其制备方法和用途 |
| CN108080016A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-29 | 肇庆市华师大光电产业研究院 | 一种钾掺杂氮化碳光催化剂的制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| JING JIANG等: "A comparison study of alkali metal‐doped g‐C3N4 for visible‐light photocatalytic hydrogen evolution", 《CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS》 * |
| SUYANA PANNERI等: "Role of precursors on the photophysical properties of carbon nitride and its application for antibiotic degradation", 《ENVIRON SCI POLLUT RES》 * |
| 刘红艳等: "ｇ-Ｃ3Ｎ4的制备及可见光催化性能研究", 《功能材料》 * |
Cited By (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11377412B2 (en) * | 2018-11-16 | 2022-07-05 | Hefei energy research institute | Catalyst for catalytic oxidation of furfural for preparation of maleic acid, preparation method and use thereof |
| CN109603882A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-12 | 湖南大学 | 利用改性碳量子点负载中空管状氮化碳光催化剂处理有机污染物和光催化杀菌的方法 |
| CN109603880A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-12 | 湖南大学 | 中空管状氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN109772409A (zh) * | 2019-02-15 | 2019-05-21 | 江苏大学 | B,s共掺杂氮化碳纳米管光催化剂及制备方法和应用 |
| CN109772409B (zh) * | 2019-02-15 | 2022-04-26 | 江苏大学 | B,s共掺杂氮化碳纳米管光催化剂及制备方法和应用 |
| WO2020246715A1 (ko) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 울산과학기술원 | 자외선 흡수제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 자외선 차단용품 |
| CN110170332A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-27 | 中国石油大学(华东) | 一种可用于光催化海水析氢的氮化碳及其制备方法 |
| CN110327960A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-10-15 | 华南师范大学 | 一种碱金属修饰的多孔薄片状氮化碳及其制备方法和应用 |
| CN110201703A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-06 | 肇庆市华师大光电产业研究院 | 一种多元金属掺杂氮化碳复合材料的制备方法 |
| CN110479350A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种薄层多孔氮化碳光催化剂的制备方法 |
| CN110548534A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-12-10 | 常州大学 | 一种氨基修饰片状氮化碳光催化材料的制备方法 |
| CN110975917A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-04-10 | 中南林业科技大学 | 一种缺陷态氮化碳材料及其制备方法与用途 |
| CN111545232A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-08-18 | 北京建筑大学 | 一种新型微波法制备表面缺陷型Cl掺杂氮化碳光催化剂及其应用 |
| CN111545232B (zh) * | 2020-04-03 | 2022-08-30 | 北京建筑大学 | 一种表面缺陷型Cl掺杂g-C3N4光催化材料的制备方法及其应用 |
| CN112058298A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-11 | 上海工程技术大学 | 一种高浓度碱溶液改性氮化碳的制备方法 |
| CN112169750A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-05 | 北京化工大学 | 一种碱式钾盐改性石墨相氮化碳在制备阳离子型染料吸附剂中的应用 |
| CN112844437A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-05-28 | 中山大学 | 一种高结晶氮化碳光-芬顿催化剂的制备方法及其在降解新兴污染物中的应用 |
| CN113559910A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-29 | 杭州星宇炭素环保科技有限公司 | 八面体氮化碳光催化材料的制备及去除水体中抗生素的应用 |
| CN113559910B (zh) * | 2021-07-29 | 2023-05-12 | 杭州星宇炭素环保科技有限公司 | 八面体氮化碳光催化材料的制备及去除水体中抗生素的应用 |
| CN114146717A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-03-08 | 南华大学 | 一种3d多孔结构可见光光催化材料及其制备方法与应用 |
| CN114308102A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-12 | 海南聚能科技创新研究院有限公司 | 一种金属掺杂氮化碳材料及其制备方法和应用 |
| CN114558606A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-31 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 一种提取分离含铀废水或海水中铀的催化剂及其应用 |
| CN114558606B (zh) * | 2022-02-28 | 2023-07-25 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 一种提取分离含铀废水或海水中铀的催化剂及其应用 |
| CN114950520B (zh) * | 2022-04-11 | 2023-10-03 | 湖北工业大学 | 一种CeO2/Na,K掺杂g-C3N4类Fenton催化材料及其制备方法和应用 |
| CN114950520A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-08-30 | 湖北工业大学 | 一种CeO2/Na,K掺杂g-C3N4类Fenton催化材料及其制备方法和应用 |
| CN114904549A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-08-16 | 深圳市康弘智能健康科技股份有限公司 | 用于吸附和光催化降解甲醛的多孔纳米材料及其制备方法 |
| CN115430451A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-12-06 | 湖南大学 | 铁钛共掺杂的多孔石墨相氮化碳光芬顿催化剂及其制备方法和应用 |
| CN115430451B (zh) * | 2022-08-29 | 2023-10-31 | 湖南大学 | 铁钛共掺杂的多孔石墨相氮化碳光芬顿催化剂及其制备方法和应用 |
| CN115301278A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-11-08 | 河北农业大学 | 一种氮化碳光催化剂的制备方法及所制备的光催化剂 |
| CN115301278B (zh) * | 2022-09-23 | 2024-03-01 | 河北农业大学 | 一种氮化碳光催化剂的制备方法及所制备的光催化剂 |
| CN115672370A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-02-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于可见光催化降解水中微污染物的管状氮化碳的制备方法 |
| CN115634705A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-01-24 | 重庆大学 | 一种同时具有内部电场和全光谱吸收特性的核壳异质结 |
| CN115634705B (zh) * | 2022-10-25 | 2024-01-30 | 重庆大学 | 一种同时具有内部电场和全光谱吸收特性的核壳异质结 |
| CN116371444A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-07-04 | 电子科技大学长三角研究院(湖州) | 一种钾离子/羧基共修饰的氮化碳催化剂的制备及其应用 |
| CN116673052A (zh) * | 2023-04-20 | 2023-09-01 | 东南大学 | 一种钾掺杂氮化碳光催化剂及其制备方法与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108940338B (zh) | 2020-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108940338A (zh) | 钾元素掺杂多孔氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109603880B (zh) | 中空管状氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN105664979B (zh) | 一种纳米介孔微球状Ln-Bi5O7I光催化剂及其制备方法 | |
| CN104128184B (zh) | 一种漂浮型CoFe2O4/TiO2/漂珠复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN109317183B (zh) | 一种氮化硼量子点/超薄多孔氮化碳复合光催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN103801284B (zh) | 一种钒酸铋-石墨烯复合光催化剂的制备方法 | |
| CN106881111A (zh) | 氧化亚铜和银共同负载的钒酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109603882A (zh) | 利用改性碳量子点负载中空管状氮化碳光催化剂处理有机污染物和光催化杀菌的方法 | |
| CN106975503B (zh) | 一种银改性磷钨酸/二氧化钛复合膜催化剂的制备方法 | |
| CN103191725A (zh) | BiVO4/Bi2WO6复合半导体材料及其水热制备方法和其应用 | |
| CN102698784B (zh) | 一种可见光响应催化剂及其制备方法 | |
| CN109665560A (zh) | 一种碳、氮掺杂的全光谱吸收的BiOCl及其制备方法和应用 | |
| CN102125831B (zh) | 介孔Bi2O3/TiO2纳米光催化剂的制备方法 | |
| CN103785425B (zh) | 一种花状Bi2O(OH)2SO4光催化剂的制备方法及应用 | |
| CN105664988A (zh) | 一种(BiO)2CO3/C复合光催化剂及其应用 | |
| CN101780416B (zh) | 铁铬共掺杂纳米二氧化钛/沸石复合光催化剂及其制法 | |
| CN108816266B (zh) | 一种YF/g-C3N4复合材料及其在光催化中的应用 | |
| CN106861723A (zh) | 一种可见光响应的铋氧酸盐光催化剂Bi16Te5O34的制备方法及其应用 | |
| CN110102327A (zh) | 一种缺陷氮化碳耦合钒酸铋光催化材料及其制备方法与用途 | |
| CN107008258B (zh) | TiO2负载的纳米Ag光催化剂在降解苯酚中的应用 | |
| CN105013448A (zh) | 一种二氧化钛/壳聚糖层层自组装复合薄膜材料的制备及应用 | |
| CN102276012B (zh) | 一种在模拟太阳光下光催化净化水中全氟辛烷磺酸的方法 | |
| CN101125683A (zh) | 光催化净水材料MoO3的制备方法及其应用 | |
| CN102408246B (zh) | 一种氮掺杂硅铝固载TiO2多孔陶瓷的制备方法 | |
| Cen et al. | The effect of background irradiation on photocatalytic efficiencies of TiO2 thin films |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |