[发明专利]一种磷氧掺杂氮化碳复合二氧化钛光催化剂的制备及应用

说明书

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种磷氧掺杂氮化碳复合二氧化钛光催化剂的制备及应用。本发明提供了一种磷氧掺杂氮化碳复合二氧化钛光催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将盐酸胍、六氯环三磷腈、聚乙烯吡咯烷酮和锐钛矿二氧化钛混合、水浴加热蒸干得到中间产物粉末；步骤2：将所述中间产物粉末进行热聚合反应得到复合光催化剂。本发明还提供了由上述方法制备的复合光催化剂及其应用。本发明提供的磷氧掺杂氮化碳复合二氧化钛光催化剂的制备及应用，解决了现有的制备过程繁琐，制备时间长，不利于工业上大规模生产的技术问题。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种磷氧掺杂氮化碳复合二氧化钛光催化剂的制备及应用。

背景技术

恩诺沙星抗生素在全球范围内广泛用于治疗人和动物的细菌感染。由于其化学结构稳定，不易被生物降解，恩诺沙星抗生素无法被传统的污水处理工艺有效去除。虽然恩诺沙星抗生素在自然环境中的浓度很低，但由于其具有假持续性现象，在环境中长期积累，导致耐药细菌的产生，从而对水生生物和人体健康造成危害。目前水体中抗生素的去除方法主要有物理法、化学法和生物法，现有的生物技术和化学氧化方法费时、效率低、易产生二次污染。其中光催化降解技术利用太阳光为能源，具有高处理效率、低成本、绿色无污染等优点，已被人们广为使用。

近年来，氮化碳(CN)作为一种非金属高分子光催化剂，由于其良好的化学稳定性、热稳定性、低毒性、生物兼容性以及具有可见光响应，已被广泛用于光催化降解有机污染物领域。然而，单一的氮化碳光生载体重组率高，可见光利用率低，比表面积小，严重限制了其光催化性能。因此科研人员采用了多种方法来改善氮化碳的性能，其中非金属元素掺杂和与半导体材料复合是两种经济可行的方法。

非金属元素掺杂是调整氮化碳独特的电子结构和带隙的有效方法，它大大拓宽了光响应范围，增强了电荷分离和改善了比表面积，在提高氮化碳光催化性能的同时，保持氮化碳的无金属性能。氮化碳与半导体材料复合形成异质结，可以抑制光生载体的重组率，从而提高氮化碳的光催化性能。

现有制备过程繁琐，制备时间长，需要高温高压设备多，原料多，不利于工业上大规模生产的缺陷成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种磷氧掺杂氮化碳复合二氧化钛光催化剂的制备及应用，解决了现有的制备过程繁琐，制备时间长，不利于工业上大规模生产的技术问题。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种磷氧掺杂氮化碳复合二氧化钛光催化剂的制备方法，包括如下具体步骤：

步骤1：将盐酸胍，六氯环三磷腈、聚乙烯吡咯烷酮和锐钛矿二氧化钛加入20mL超纯水，超声充分溶解后，在磁力搅拌条件下，水浴蒸干，得到中间产物；

步骤2：将中间产物碾磨，于马弗炉煅烧，待其冷却至室温后，碾磨，过筛，得到P复合光催化剂。

优选地，步骤1中所述盐酸胍，六氯环三磷腈、聚乙烯吡咯烷酮和锐钛矿二氧化钛的质量为盐酸胍：2～5g，六氯环三磷腈：0.3～0.75g，聚乙烯吡咯烷酮：0.2～0.5mg，锐钛矿二氧化钛：2～10g。

优选地，步骤1中所述水浴温度为60～80℃。

优选地，步骤2中所述于马弗炉中煅烧温度为500～550℃。

优选地，步骤2中所述于马弗炉中煅烧时间为3～4h。

优选地，步骤2中所述煅烧的升温速率为2～3℃/min。

优选地，步骤2中所述过筛的筛孔孔径为100目。

一种磷氧掺杂氮化碳复合二氧化钛光催化剂通过上述方法制备得到。

所述磷氧掺杂氮化碳复合二氧化钛光催化剂在降解抗生素领域中的应用。