[发明专利]用于光催化降解的分级多孔g-C3

权利要求书

1.一种用于光催化降解的分级多孔g-C₃N₄@木头复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、选取废弃天然木材，去除表面污染物后被切割成木条；

步骤二、将木条反复洗涤，并在酸性或碱性溶液中搅拌浸泡，然后干燥得到木条前驱体；

步骤三、将木条前驱体在含氮前驱体溶液中搅拌浸泡，然后将其取出干燥；并重复浸泡和干燥过程3~5次，直到木条前驱体的表面均匀地附着白色颗粒；

步骤四、将步骤三中得到的表面均匀地附着白色颗粒的木条前驱体进行预碳化，然后进行最终碳化，冷却至室温，取出固体，即是用于光催化降解的分级多孔g-C₃N₄@木头复合材料；

所述步骤二中还包括以下过程：将木条前驱体放入超临界装置中，在温度为350~370℃，压强为10~15MPa的超临界丙酮-水体系中浸泡10~30min，干燥，得到处理后的木条前驱体；将处理后的木条前驱体置于低温等离子体的反应腔内，抽真空至腔内气压稳定，通入包含有氨气的反应气体，通过低温等离子体放电对木条前驱体进行表面处理，得到处理后的木条前驱体。

2.如权利要求1所述的用于光催化降解的分级多孔g-C₃N₄@木头复合材料的制备方法，其特征在于，所述废弃天然木材为椴木、胡桃木、沙比利木、樱桃木、枫木木材中的任意一种；所述步骤一中，去除表面污染物的方法为表面刮刻、水洗、乙醇洗、酸洗、碱洗中的一种或几种的组合；所述切割的方法为手锯、电锯、激光切割中的任意一种；所述木条的形状为正方形、长方形、球形、椭圆形中的任意一种；所述酸洗采用的试剂为盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、碳酸、硅酸中的一种或几种的混合；所述碱洗采用的试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种或几种的组合；所述干燥的方式为：自然风干、冷冻干燥、超临界干燥、恒温加热干燥、变温加热干燥中的任意一种。

3.如权利要求1所述的用于光催化降解的分级多孔g-C₃N₄@木头复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，所述酸性溶液为盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液、醋酸溶液、碳酸溶液、硅酸溶液中的一种或几种的混合；所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氨水溶液中的一种或几种的组合；所述酸性溶液的浓度为0.5~1.5mol/L；所述碱性溶液的浓度为0.5~1.5mol/L；在酸性或碱性溶液中搅拌浸泡的时间为3~5天；搅拌浸泡的搅拌速度为300~400r/min。

4.如权利要求3所述的用于光催化降解的分级多孔g-C₃N₄@木头复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，木条的用量为：每500mL酸性溶液或碱性溶液中，加入5~10块大小为3x2x1cm的木条。

5.如权利要求1所述的用于光催化降解的分级多孔g-C₃N₄@木头复合材料的制备方法，其特征在于，所述含氮前驱体溶液为三聚氰胺溶液、尿素溶液、硫脲溶液中的任意一种，所述含氮前驱体溶液的质量分数为0.1~20wt%；在含氮前驱体溶液中搅拌浸泡的温度为10~100℃，搅拌浸泡的时间为0.1~3h，搅拌浸泡的搅拌速度为300~400r/min；所述木条前驱体的用量为：每200mL含氮前驱体溶液中，加入1~2块大小为3x2x1cm的木条前驱体。

6.如权利要求1所述的用于光催化降解的分级多孔g-C₃N₄@木头复合材料的制备方法，其特征在于，所述预碳化和最终碳化均采用在气氛炉中进行；气氛炉为立式、卧式、管式炉中的任意一种；气氛炉采用的气体为惰性气体和/或含氮气体；所述预碳化的温度为100~400℃，预碳化的时间为0.1~5h，气体流速为1~200 mL/min；所述最终碳化的温度为400~800℃，最终碳化的时间为0.1~30h，气体流速为1~200 mL/min。