[发明专利]一系列双金属硅酸盐/g-C3

说明书

本发明公开了一系列双金属硅酸盐/g‑C₃N₄复合光催化剂的制备及应用，属于光催化及环境治理技术领域。其特征在于本发明首先以任意两种金属盐（如硝酸铁、硫酸钴、乙酸锰、硫酸铜、硫酸铈等）和硅酸钠通过共沉淀法制备了双金属硅酸盐后，再采用双金属硅酸盐与C₃H₆N₆共热聚以获得双金属硅酸盐/g‑C₃N₄复合光催化剂。具体应用时将所述用于处理废水中罗丹明B物质的复合光催化剂投入到废水中进行处理。本发明复合光催化剂对废水中的罗丹明B物质有优异的光降解性能，降解效率高达98.23%。在处理有机废水方面具有显著的应用前景。

技术领域

本发明一系列双金属硅酸盐/g-C₃N₄复合光催化剂的制备及应用，属于复合光催化剂的合成及有机废水的光催化降解技术领域，具体涉及复合光催化剂的制备及用于处理废水中罗丹明B物质的应用。

背景技术

经济的快速发展导致环境承载力迅速下降，水污染问题日益严重。其中染料废水的排放量大大增加，这不仅破坏了我们生活的环境，而且威胁着人类的健康。传统污水处理包括生物、物理、化学等技术往往需要消耗大量的能量且通常要结合几种处理方法才能达标排放。新型光催化技术操作过程简单、环境友好以及仅利用太阳光为能源，被广泛认可为是一种理想且具有前景的机废水处理技术。然而，要实现光催化技术的实践应用最大挑战是开发一种高效且成本低廉的光催化剂。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)，作为有机半导体光催化剂，由于其合适的带宽(～2.7eV)、良好的化学和热稳定性以及原料来源丰富等特点被广泛用于水分解，NOx降解、还原CO₂和工业废水处理。但因g-C₃N₄对可见光吸收能力较弱、载流子重组速度快，使其应用和发展受到限制。通过合理的改性手段优化g-C₃N₄的能带结构、提高其载流子分离效率可使g-C₃N₄具备更高的光催化活性，从而可实现有机废水的高效降解，具有较大的研究价值。

金属硅酸盐材料在自然界中储量丰富，化学性质稳定，环境友好，被广泛应用于能源和环境治理领域，如磷灰石型硅酸镧因原料来源广、成本低、良好的化学稳定性及优异的电导率等特点被广泛应用于固态燃料电池；双金属硅酸盐与过氧化氢组成类芬顿体系处理废水中的有机污染物等。

目前为止，本研究领域并没有过采用双金属硅酸盐和类石墨型氮化碳制备复合光催化剂的相关研究，现有技术中也没有相关研究证明双金属硅酸盐和类石墨型氮化碳可以用作光催化原料用来制备具有优异光催化性能的复合光催化剂。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：针对类石墨型碳化氮的可见光吸收能力弱、光生电子和空穴对的复合率高、比表面积低和活性点位有限等缺陷，而提供一种通过一系列双金属硅酸盐改性氮化碳光催化活性的方法，制备可见光利用率高、光生电子和空穴对分离效率高的新型复合光催化剂，并用于处理废水中罗丹明B物质。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一系列双金属硅酸盐/g-C₃N₄复合光催化剂的制备，包括如下步骤：