[发明专利]一种新型纳米氧化铁氮化碳复合光催化膜材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种新型纳米氧化铁氮化碳复合光催化膜材料的制备方法，包括以下步骤制备基体表面α‑Fe₂O₃纳米管阵列，包括阳极的预处理、电解液的配制和阳极氧化；对基体表面α‑Fe₂O₃纳米管阵列进行结晶化，包括对所述基体表面α‑Fe₂O₃纳米管阵列进行退火处理，使其结晶化；氮化碳负载修饰α‑Fe₂O₃纳米管阵列，包括用焙烧法在表面具有α‑Fe₂O₃纳米管阵列的铁网上生成氮化碳同时负载在α‑Fe₂O₃纳米管阵列上。本发明中的方法制得的膜材料光响应范围更大，光催化活性更强，制备成本更低。

技术领域

本发明涉及一种膜材料，尤其涉及一种新型纳米氧化铁氮化碳复合光催化膜材料及其制备方法。

背景技术

水资源短缺的问题已经成为了人类的生产生活和生态系统的健康发展的巨大威胁，如何有效缓解水资源短缺的情况已经成为全世界都关注的话题。

污水的再生利用是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、缓解水资源短缺的有效途径之一。传统的污水处理技术的问题在于虽然可以将水中氮磷等常规污染物进行有效去除，但是对于新型的污染物没有很好地去除效果。比如持久性有机物、内分泌干扰物、药物及个人护理用品等。所以，污水利用也存在一定的安全隐患和健康风险。

光催化技术提供了一种降低污水再生利用风险的可能。光催化技术可以利用可见光降解污染物，灭活致病菌，从而达到节约能源的目的。光催化技术对环境的敏感性低，所需设备简单，操作方便，可广泛的应用。光催化反应能彻底降解多种污染物，降解完全、快速、无选择性；光催化材料化学性稳定、无毒、廉价、可长期使用，而且对材料的改性能够不断提升光催化活性。这是一项绿色环保有前景的技术。但是，半导体光催化也存在着不少的问题，比如现有光催化材料的制备过程较为复杂。一些光催化材料需要负载贵金属，这导致了造成制备成本的增加。大多数光催化反应需要紫外光激发，这导致了大量能源的消耗。

尝试制备新型光催化材料，拓宽材料的有效光响应范围，加强材料光催化活性，提高光催化材料制备效率，降低制备成本，可以为污水再生利用时降解有机物和致病菌灭活，从而降低污染风险提供新的方案选择。为光催化技术在水资源再生利用中应用提供理论依据，提高光催化技术在水资源再生利用中应用的可能。这将有利于污水再生利用的推广，对实现社会可持续发展和维持生态系统平衡有重要意义。

发明内容

为解决现有光催化材料的不足，本发明的目的在于提供一种光响应范围更大，光催化活性更强，制备成本更低的膜材料。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种新型纳米氧化铁氮化碳复合光催化膜材料的制备方法，包括以下步骤

S01 制备基体表面α-Fe₂O₃纳米管阵列，包括阳极的预处理、电解液的配制和阳极氧化；

S02 对基体表面α-Fe₂O₃纳米管阵列进行结晶化，包括对所述基体表面α-Fe₂O₃纳米管阵列进行退火处理，使其结晶化；

S03 氮化碳负载修饰α-Fe₂O₃纳米管阵列，包括用焙烧法在表面具有α-Fe₂O₃纳米管阵列的铁网上生成氮化碳同时负载在α-Fe₂O₃纳米管阵列上。

进一步的，所述阳极预处理为铁网的预处理，具体包括

⑴用砂纸对铁网表面进行机械打磨处理，用去离子水把表面的磨屑冲洗干净；