[发明专利]处理高氟生活用水的石墨相碳化氮(g-C3N4)/TiO2的制备方法及应用

说明书

处理高氟生活用水的石墨相碳化氮(g‑C₃N₄)/TiO₂的制备方法及应用，制备时，称取三聚氰胺于氧化铝坩埚中，放于马弗炉，升温到530‑580℃，恒温反应2‑5h，降至室温，得到淡黄色产物g‑C₃N₄，研磨；取TiCl₃溶液于三口烧瓶中，用浓氨水调节PH＝7，在磁力搅拌器上搅拌加入壬基酚聚氧乙醚氧化铵表面活性剂，加入所制备的g‑C₃N₄，磁力搅拌、超声反应后转入聚四氟乙烯内衬反应釜，烘箱中恒温反应，冷却，抽滤得到g‑C₃N₄/TiO₂复合材料；处理高氟生活用水时，加入g‑C₃N₄/TiO₂复合材料，35‑45℃下超声反应，本发明具有耗能低，安全，高效，绿色环保的特点。

技术领域

本发明涉及材料科学及水处理领域，特别涉及处理高氟生活用水的石墨相碳化氮(g-C₃N₄)/TiO₂的制备方法及应用。

背景技术

《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定：饮用水中氟化物含量不得超过1.0mg/L。饮用水中氟含量在0.5-1.0mg/L范围内对人体是有益的，当超过标准规定值时，就会对人体产生负面影响。当今，饮用水除氟的主要方法有吸附法、离子交换法、电渗析法和絮凝沉淀法等，这些方法虽能降低饮用水的含氟量，但普遍存在操作复杂，处理成本高，设备维护难等缺点。因此，上述除氟方法难以大规模推广应用。

g-C₃N₄由于其可见光下响应、禁带宽度(约2.7eV)比较窄、光催化性能稳定、化学性质稳定等优点在科学研究、污水降解、临床诊断等方面备受关注，但实际应用中，单一半导体材料g-C₃N₄由于光生电子-光生空穴复合率高以及比表面积较小的特点，导致光催化性能并不理想。金属氧化物TiO₂作为目前最好的光催化材料之一，其价格低、工艺简单，与g-C₃N₄耦合可以提高光催化性能。因此，制备石墨相碳化氮负载二氧化钛，并用制备的石墨相碳化氮负载二氧化钛处理高氟含量生活用水，对人们的生活生产，工业应用，疾病预防以及科学研究等有着重大意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供了处理高氟生活用水的石墨相碳化氮(g-C₃N₄)/TiO₂的制备方法及应用，具有耗能低，安全，高效，绿色环保的特点。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

处理高氟生活用水的石墨相碳化氮(g-C₃N₄)/TiO₂的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取4-8g三聚氰胺于氧化铝坩埚中，放于马弗炉，升温速度23℃/min，升温到530-580℃，恒温反应2-5h，降至室温，降温速度2℃/min，得到淡黄色产物g-C₃N₄，研磨；

(2)取5-8mL的15wt％-20wt％TiCl₃溶液于三口烧瓶中，用5-9mL的25wt％浓氨水调节PH＝7，在磁力搅拌器上搅拌30min加入壬基酚聚氧乙醚氧化铵表面活性剂1-5mL，搅拌30min，加入3-5g步骤(1)所制备的g-C₃N₄，磁力搅拌20min，并在25℃下超声20min,转入聚四氟乙烯内衬反应釜，在90-180℃烘箱中恒温反应6-12h，冷却，抽滤，将抽滤所得产品在100℃烘箱烘干1h，得到g-C₃N₄/TiO₂复合材料。