[发明专利]复合可见光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合可见光催化剂及其制备方法和应用，该复合可见光催化剂由CNT‑柠檬酸银和g‑C₃N₄‑PO₄^3‑通过沉淀法得到，CNT‑柠檬酸银是CNT、柠檬酸钠和AgNO₃通过表面络合作用得到，g‑C₃N₄‑PO₄^3‑是g‑C₃N₄和NaH₂PO₄通过表面磷酸化得到。制备方法包括：制备CNT‑柠檬酸银、制备g‑C₃N₄‑PO₄^3‑和制备CNT/Ag₃PO₄/g‑C₃N₄。本发明的复合可见光催化剂可应用于处理抗生素废水，具有可见光利用率高，在水中稳定存在，且光催化性能稳定的优点。

技术领域

本发明属于抗生素废水处理领域，具体涉及一种复合可见光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，由于抗生素的广泛使用，抗生素废水已成为一类主要的工业污染源。由于抗生素废水的成分复杂，难以生物降解，且具有生物积累性，从而导致传统的水处理工艺对其处理效果并不理想。近年来，光催化技术受到越来越广泛的关注，光催化技术是一种绿色环保治理技术，广泛应用于降解水中难降解的有机污染物。与传统的生物法或物理-化学方法相比，光催化技术的巨大优势表现在其能够将污染物彻底地降解成CO₂、H₂O和其他小分子无机化合物，且无其他废物残留。

大部分传统的光催化剂只能吸收紫外线，但是紫外线仅占太阳辐射总量的4%。虽然Ag₃PO₄可以吸收波长小于520nm的太阳光，且在可见光下的量子产率高达90%，在可见光催化方面具有巨大的潜力。但是，Ag₃PO₄在光催化过程中易光腐蚀，且其在水中会缓慢溶解，从而影响了其光催化活性及回收利用效果，限制了其在水处理中的实际应用。

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，提供一种可见光利用率高、在水中能够稳定存在、且光催化性能稳定的复合可见光催化剂及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种复合可见光催化剂，所述复合可见光催化剂由碳纳米管CNT-柠檬酸银和g-C₃N₄-PO₄^3-通过离子交换沉淀法制得，所述CNT-柠檬酸银是由碳纳米管CNT、柠檬酸钠和AgNO₃通过表面络合作用制得，所述g-C₃N₄-PO₄^3-是由g-C₃N₄和NaH₂PO₄通过表面磷酸化制得。

作为一个总的发明构思，本发明还提供了一种复合可见光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将碳纳米管粉末分散到柠檬酸钠的乙二醇溶液中，然后在所得混合液中加入AgNO₃的乙二醇溶液，经反应后，得到富集Ag-C₆H₅O₇络合物的CNT分散液，即CNT-柠檬酸银分散液；