[发明专利]一种光催化降解水中双酚A的方法及其使用的催化剂

说明书

本发明公开了一种光催化降解水中双酚A的方法，将BPA溶液和O‑g‑C₃N₄充分混合，先暗吸附，然后在可见光条件下，催化降解3h以上，实现60%以上的降解率；其中，O‑g‑C₃N₄为采用高温‑氧化‑高温联合处理制备获得的O‑g‑C₃N₄。本发明利用廉价易得的三聚氰胺原料，通过高温‑氧化‑高温联合处理路径即可制备得到性能优越的O‑g‑C₃N₄产品，整个制备过程操作步骤简单快捷，较易于推广。通过高温‑氧化‑高温联合处理路径制备得到的O‑g‑C₃N₄产品相比经单一氧化或者单一高温煅烧单一处理后的产品，其O掺杂效果得到促进，比表面积增大，光吸收域明显拓宽，在可见光区域内对水中双酚A的光催化降解效率达62.3%，比单一处理产品的降解效率提高了7倍，具有很好的实用性。

技术领域

本发明属于氧掺杂石墨相氮化碳技术领域，具体涉及一种光催化降解水中双酚A的方法及其使用的催化剂。

背景技术

光催化技术可实现太阳能的高效转化和储存，在一定条件下可驱动重要的化学反应，在解决环境能源问题上有着较大的优势。传统的半导体光催化剂存在光谱响应范围较窄，太阳能利用率低稳定性差等缺点。探索性能优异、价格低廉、稳定的可见光催化剂，在解决能源和环境问题方面具有重要的意义。

石墨相氮化碳（graphitic carbon nitride，简称g-C₃N₄）作为一种新型的非金属半导体光催化剂，具有稳定性好、原料价格便宜等优势。然而，g-C₃N₄存在光谱响应范围不够广、光催化量子效率低、光生载流子迁移率小等缺点，限制了其在环境治理中的应用。近年来，研究者针对g-C₃N₄存在的问题，开发了改性方法以提高其催化活性，如非金属/金属掺杂、结构形貌调变和半导体复合等。其中，非金属掺杂改性在提高g-C₃N₄的光催化性能方面有着巨大的优势，S、N、C、P和O等均可被用于g-C₃N₄掺杂改性。尽管O掺杂g-C₃N₄已有一定研究，但如何改进方法，实现可控O掺杂，进一步提升催化剂的可见光催化效果，仍有诸多问题有待研究。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种光催化降解水中双酚A的方法，满足对水中双酚A的降解使用需求。本发明的另一目的是提供一种上述光催化降解水中双酚A的方法所使用的催化剂。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种光催化降解水中双酚A的方法，将BPA溶液和O-g-C₃N₄充分混合，先暗吸附，然后在可见光条件下，催化降解3h以上，实现60%以上的降解率；其中，O-g-C₃N₄为采用高温-氧化-高温联合处理制备获得的O-g-C₃N₄。

所述的光催化降解水中双酚A的方法：反应温度为25℃，O-g-C₃N₄用量为0.02g，BPA溶液50mL，浓度10ppm。

所述的光催化降解水中双酚A的方法：暗吸附30min后，开启500W氙灯，催化降解3h以上。

所述的光催化降解水中双酚A的方法：所述的高温-氧化-高温联合处理过程为：

1）将三聚氰胺在550℃条件下高温焙烧4小时，研磨过筛后得到g-C₃N₄；