[发明专利]一种二维、三维载体增强氮化碳光催化材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种二维、三维载体增强氮化碳光催化材料的制备方法，以剥离后的片状二维云母和三维玻璃粉作为载体，胺基化合物作为合成氮化碳的原料，采用热聚合法制备得到二维、三维载体增强氮化碳光催化材料。本发明采用的二维片状云母化学稳定性好，具有抗强酸、强碱和抗压能力，作为氮化碳的载体可以有效防止碱性水泥基体对光催化材料的腐蚀、包埋，从而可以延长氮化碳的使用寿命；采用的三维玻璃粉作为光催化材料的支撑体，可以使氮化碳光催化材料暴露更多的活性位点，并且具有良好的透光性，可以提高光催化剂对光的利用率。

技术领域

本发明涉及光催化技术，特别是涉及一种二维、三维载体增强氮化碳光催化材料的制备方法。

背景技术

目前，在人类的物质生产获得了飞速发展的同时，人类的生存环境却遭受到了严重的污染。其中,大气污染是主要形式之一,包括各种挥发性有机物以及汽车尾气排放出的氮氧化物等,对人类健康带来了日益严重的危害。消除污染，净化环境，促进经济社会可持续发展已经成为世界各国高度关注的焦点和重大战略。基于日趋严峻的环境问题，半导体光催化自清洁技术是本世纪的最重要的研究热点之一，其可以利用取之不尽的太阳能源，来催化制备清洁能源氢或进行环境净化。

目前在水泥中应用的光催化材料主要是二氧化钛材料。二氧化钛光催化涂层的分解有机污染物能力以及表面超亲水性可使附着在涂层表面的污染物很容易被分解，随着雨水被冲洗掉，两方面的协同作用，可使涂层具有良好的自清洁效果。然而，以TiO₂为代表的传统光催化材料只能利用紫外光，而紫外光在太阳光和室内照明中所占比例较低，所以使其光催化活性较低难以广泛应用。此外， TiO₂中含有昂贵的钛金属，这样就使成本大大提高，一吨P25二氧化钛的价格在 40万左右。水泥本身孔结构、水泥水化进程都会影响光催化剂的光催化效应，龄期越长，暴露在外的光催化剂会重新被水化浆体包围；而碳化作用生成的 CaCO₃也会降低光催化效率。为推进光催化功能材料的实用化进程，开发能够利用可见光的长效光催化功能水泥具有十分重要的现实意义。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够降低成本，并且能够利用可见光的二维、三维载体增强氮化碳光催化材料的制备方法。

技术方案：本发明所述的二维、三维载体增强氮化碳光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将云母粉分散于溶剂中，其中云母粉的质量百分含量为1％～10％；搅拌分散1～3h，置于100W～500W超声波中，得到二维片状云母；所述溶剂为去离子水和/或乙醇；

S2：将玻璃粉碎，通过球磨磨细得到三维玻璃粉，所得三维玻璃粉过600 目和800目筛，得到粒径在600到800目之间的三维玻璃粉；

S3：将步骤S1得到的二维片状云母、步骤S2得到的三维玻璃粉与胺基化合物均匀混合，混合物中各组分占混合物总量的质量百分含量分别为：二维片状云母1％～20％，三维玻璃粉1％～20％，胺基化合物60％～98％；

S4：将步骤S3得到的混合物置于高温炉中，升温至480～600℃，保温3～ 5.5h，得到二维、三维载体增强氮化碳光催化材料。

进一步，所述步骤S1中的云母粉为白云母、金云母、氟金云母、绢云母中的一种或多种。

进一步，所述步骤S3中的胺基化合物为尿素、三聚氰胺、双氰胺中的一种或多种。

进一步，所述步骤S3中，通过机械混合方法将二维片状云母、三维玻璃粉和胺基化合物均匀混合。

进一步，所述机械混合方法为搅拌和/或球磨。

进一步，所述步骤S3中，通过溶剂混合方法将二维片状云母、三维玻璃粉和胺基化合物均匀混合：将胺基化合物溶解于溶剂中，得到溶液，向溶液中加入二维片状云母和三维玻璃粉，不断搅拌，采用自然风干或者加热的方式使溶液中的溶剂完全挥发。