[发明专利]一种介孔石墨态氮化碳/累托石复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种介孔石墨态氮化碳/累托石复合材料的制备方法，步骤是：1、累托石的预处理：取天然累托石，用蒸馏水浸泡，分离去除浮渣后，抽滤、研磨备用；2、双氰胺溶液的配置：双氰胺溶于去离子水中得到双氰胺溶液；3、双氰胺/累托石混合物的制备：双氰胺溶液于水浴中搅拌后加入累托石，搅拌、干燥、研磨备用；4、介孔石墨态氮化碳/累托石复合材料的制备：将双氰胺/累托石混合物煅烧、洗涤、研磨后得到介孔石墨态氮化碳/累托石复合材料。工艺快速简单，工艺参数易控制，原料价格低廉，复合材料具有高效、环保，实现了半导体纳米材料的负载。充分发挥了半导体材料的光催化性能，又解决了半导体材料易塌陷、缠绕、难回收的难题。

技术领域

本发明涉及天然黏土矿物复合材料合成技术领域，更具体涉及一种介孔石墨态氮化碳(g-C₃N₄)/累托石复合材料的制备方法，合成出的介孔g-C₃N₄/累托石复合材料环境友好且具可见光响应，能用于光催化降解水中的偶氮染料，并可用于实际废水处理。

背景技术

石墨型氮化碳(g-C₃N₄)是由C-N共价键形成原子层，层层堆叠而成的二维层状化合物。g-C₃N₄不含金属元素，是一种独特的半导体材料，具有稳定的化学稳定性、不易被光腐蚀，可见光响应和可调控的电子带结构等性能，被认为是最具潜力的光催化材料，在能源与环境领域得到了广泛关注。然而，多孔纤维结构的g-C₃N₄在实际应用中容易缠绕坍塌，封闭介孔孔道，降低光催化活性，限制了g-C₃N₄在水处理中的应用。因此，欲使g-C₃N₄发挥更好的光催化性能，必须对其加以复合改性。天然累托石是由二八面体云母和二八面体蒙脱石规则交叠组成的硅酸盐黏土矿物，这种独特的层状结构使其具有高温稳定性、高分散性和高塑性、吸附性和阳离子交换性、阻隔紫外线性以及结构层分离性等特性，在工业催化及环境保护等领域具有良好的应用前景。累托石作为一种硅酸盐层状矿物，其表面和层间可以提供大量的依附点位，可作为g-C₃N₄的负载基底，以解决g-C₃N₄在光催化作用过程中易塌陷、缠绕、难回收的问题。此外，通过g-C₃N₄的柱撑作用，进一步提高了累托石的吸附性能，增加与g-C₃N₄的接触，从而提高其催化反应的效率，且可实现g-C₃N₄的负载。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种介孔g-C₃N₄/累托石复合材料的制备方法，本发明所制备的复合材料是以累托石作为主体，纳米材料(g-C₃N₄)为客体，通过介孔孔道调节及主客体理性复合组装而成。该复合材料的制备工艺快速简单，工艺参数易控制，所需原料价格低廉，合成出的复合材料具有高效、环保的特点，实现了半导体纳米材料(g-C₃N₄)的负载。该复合材料既充分发挥了半导体材料(g-C₃N₄)的光催化性能，又解决了半导体材料(g-C₃N₄)易塌陷、缠绕、难回收的难题，并且为硅酸盐矿物-累托石在水处理材料方面的应用提供了新思路。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：