[发明专利]可见光响应的杂化气凝胶及其制备方法与在废气处理中的应用

说明书

本发明公开了可见光响应的杂化气凝胶及其制备方法与在废气处理中的应用，以双氰胺为前驱体，经过两次煅烧，制备氮化碳纳米片；将氮化碳纳米片分散于水中，原位生长偏钒酸银量子点，制备偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片复合材料；将偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片复合材料与氧化石墨烯进行水热反应，然后冷冻干燥，制备偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片/石墨烯杂化气凝胶，为可见光响应的杂化气凝胶。本发明克服了传统烟气脱硝技术处理废气存在的还原剂量大，二次污染严重，操作复杂等问题，光催化氧化法反应条件温和，能耗低，去除效率高，在污染物降解领域已经得到广泛应用。

技术领域

本发明属于纳米复合材料技术领域，具体涉及一种可见光响应的偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片/石墨烯杂化气凝胶及其制备与在废气处理方面的应用。

背景技术

近年来，全球废气排放量迅速增加，环境容量基本饱和，导致了一系列区域和环境问题，如光化学烟雾，酸雨和臭氧层破坏。大多数废气的水溶性和反应性差，难以控制。目前使用的烟气脱硝技术还存在还原剂量大，二次污染严重，操作复杂等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可见光响应的偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片/石墨烯杂化气凝胶及其制备方法与在废气处理方面的应用。

为了达到上述目的，本发明采用如下具体技术方案：

一种可见光响应的杂化气凝胶的制备方法，包括以下步骤：

（1）以双氰胺为前驱体，经过两次煅烧，制备氮化碳纳米片；

（2）将氮化碳纳米片分散于水中，原位生长偏钒酸银量子点，制备偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片复合材料；

（3）将偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片复合材料与氧化石墨烯进行水热反应，然后冷冻干燥，制备偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片/石墨烯杂化气凝胶，为可见光响应的杂化气凝胶。

本发明还公开了偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片复合材料及其制备方法，包括以下步骤：

（1）以双氰胺为前驱体，经过两次煅烧，制备氮化碳纳米片；

（2）将氮化碳纳米片分散于水中，原位生长偏钒酸银量子点，制备偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片复合材料。

本发明还公开了一种废气处理的方法，包括以下步骤：

（1）以双氰胺为前驱体，经过两次煅烧，制备氮化碳纳米片；

（2）将氮化碳纳米片分散于水中，原位生长偏钒酸银量子点，制备偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片复合材料；

（3）将偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片复合材料与氧化石墨烯进行水热反应，然后冷冻干燥，制备可见光响应的杂化气凝胶；

（4）将废气通过可见光响应的杂化气凝胶，光照，完成废气的处理。

本发明可见光响应的杂化气凝胶的制备方法可举例如下：

（1）以双氰胺为前驱体，在管式炉中经过两次煅烧，得到超薄的氮化碳纳米片；

（2）将氮化碳纳米片分散于去离子水中，先后加入硝酸银和偏钒酸铵，在氮化碳上原位生长偏钒酸银量子点，经过洗涤、离心和干燥后得到偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片复合材料；

（3）将偏钒酸银量子点/氮化碳纳米片复合材料与氧化石墨烯通过反应釜水热反应，然后冷冻干燥，得到可见光响应的杂化气凝胶。

上述技术方案中，步骤（1）中，所述第一次煅烧在氩气中进行，煅烧时升温速率为5℃/min，煅烧的时间为4 h，煅烧的温度为550 ℃；所述第二次煅烧在空气中进行，煅烧时升温速率为5 ℃/min，煅烧的时间为2h，煅烧的温度为550 ℃。