一种γ-环糊精修饰的复合光催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种γ‑环糊精修饰的复合光催化剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、碱基化g‑C

【技术实现步骤摘要】
一种γ-环糊精修饰的复合光催化剂的制备方法
本专利技术属于新型材料
，涉及一种γ-环糊精修饰的复合光催化剂的制备方法。
技术介绍
草甘膦(即N-(膦酰基甲基)甘氨酸)是一种广谱性芽后除草剂，被广泛用于农业、公园和花园等。草甘膦是磷酸烯醇丙酮酸的竞争性同类物，是5-烯醇丙酮酸3-酶磷酸合成酶的活性底物，该酶是合成芳香族氨基酸色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸所必需的，因此，通过阻断植物体内酶的合成，进而达到除草的目的。然而在没有多样化杂草管理的情况下重复使用草甘膦，增加了抗药性的选择和对化学药品的杂草耐受性，从而导致草甘膦施用量不断增加。由于草甘膦对化学降解和阳光具有较强的抵抗力，且在土壤中具有中等持久性(平均半衰期为47天)，因此它可以直接通过地表水和地下水或径流、淋滤进入水体，进而累积造成污染。对于草甘膦的去除吸引了众多学者的研究，目前对草甘膦的处理方法主要有物理法、生化法、化学氧化法。而光催化法由于自然光来源广泛、操作简单、成本低廉，能够将有机污染物进行矿化，不产生二次污染而被广泛关注。与传统的半导体(例如TiO2和ZnO)相比，g-C3N4拥有二维(2D)层状结构，具有π共轭体系和合适的的带隙宽度(～2.7eV)，具有独特的光电性能，高化学稳定性和良好的可见光吸收(大约在450–460nm)，且具有丰富的原材料，无毒无害而被广泛的用于光催化降解研究中。然而，g-C3N4也存在一些问题导致光催化降解能力较差：(1)比表面积低；(2)可见光响应能力较差；(3)电子空穴易复合，因此开发出具有较高比表面积，光谱吸收范围较宽，较高电子空穴分离效率，制备g-C3N4基光催化剂成为提高光催化降解活性的重要手段。为了提高g-C3N4的利用效率，与其他半导体复合可以通过延长电子寿命，进而提高g-C3N4的使用效率，而在众多的半导体中，MoS2由于其具有较窄的带隙宽度，较宽的光谱范围，能够为复合光催化剂提供红外光吸收的可能而备受关注。Shi等人[RationallydesignedMoS2/protonatedg-C3N4nanosheetcompositesasphotocatalystswithanexcellentsynergisticeffecttowardphotocatalyticdegradationoforganicpollutants]设计出MoS2/质子化g-C3N4纳米片最优比例下对亚甲基橙的降解是纯g-C3N4的8倍。但目前的研究中制备出的g-C3N4/MoS2复合光催化剂仍存在活性位点较少降解效率低下的现象，因此可以通过系列方法修饰g-C3N4/MoS2复合光催化剂，进而提高其降解效率。由于环糊精(CD)无毒，可生物降解，可以工业规模生产，并且可以以其溶解或固体，天然或修饰的形式使用。且由于空腔疏水和外腔亲水，CD还具有特征性的大环结构和非常特殊的性能，疏水腔使它们能够包封其他物质，从而形成呈现宿主-客体关系的复合物。因此可以根据目标对目标分子(客体)的物理、化学和/或生物学特性进行修改和/或改善。此外，由于它们出色的化学反应性，它们还可以相对容易地合成出创新材料，用于从环境的各个部分(例如水，空气，土壤和沉积物)去除污染的领域。Saha等人[β-Cyclodextrinmodifiedhydrouszirconiumoxide:Synthesis,characterizationanddefluoridationperformancefromaqueoussolution]通过使用β-CD修饰二氧化锆，制备出的吸附剂(CY-HZO)的表面位点浓度由原始二氧化锆(HZO)的26nm-1增加至6300nm-1，主要是由于β-CD可以提供较多的羟基官能团，对于增强氟化物的去除起至关重要的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种γ-环糊精修饰的复合光催化剂的制备方法，具有对草甘膦降解效率高、速率快的特点。本专利技术所采用的技术方案是，一种γ-环糊精修饰的复合光催化剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、碱基化g-C3N4的制备：将三聚氰胺、KCl、NH4Cl混合并充分研磨，放入Al2O3坩埚中，然后放入箱式炉，在550℃下保温4h，升温速率为2.5℃/min，冷却至室温后取出，得到黄色的固体，随后进行研磨，然后将得到的固体粉末置于100mL去离子水中持续磁力搅拌6h，通过0.22μm的滤膜进行抽滤，使用蒸馏水反复洗涤，干燥处理，获得出碱基化的g-C3N4；MoS2纳米花的制备：将硫脲和钼酸钠加入到60ml超纯水，室温下磁力搅拌，将得到的溶液转移至100ml聚四氟乙烯水热反应釜中，在180-210℃下维持20-24h，冷却至室温后，将获得的黑色混合物通过离心使用蒸馏水和无水乙醇反复洗涤三次，得到的黑色固体在80℃下干燥12h备用，即为MoS2纳米花；γ-环糊精(γ-CD)的预处理：使用硅烷偶联剂交联剂KH560对γ-CD进；行预处理修饰；步骤2、将步骤1得到的γ-CD、g-C3N4、MoS2进行复合，得用于降解草甘膦的复合光催化剂。本专利技术的特点还在于：步骤2得到的复合光催化剂为MoS2/γ-CD/g-C3N4，所述MoS2/γ-CD/g-C3N4的制备方法为：将KH560修饰的γ-CD分散到去离子水中，使用冰醋酸调节pH至4-6，搅拌使其进行完全水解后，加入的碱基化的g-C3N4，然后超声30-40min，随后将悬浮液在80℃-90℃下回流8-10h，得到的γ-CD/g-C3N4，随后将MoS2纳米花与γ-CD/g-C3N4进行复合，制备得到的复合光催化剂。步骤2得到的复合光催化剂为g-C3N4/γ-CD/MoS2，所述g-C3N4/γ-CD/MoS2的制备方法为：将KH560修饰的γ-CD分散到去离子水中，使用冰醋酸调节pH至4-6，搅拌使其进行完全水解后，加入的MoS2纳米花，然后超声30-40min，随后将悬浮液在80℃-90℃下回流8-10h，得到的γ-CD/MoS2，然后将得到的γ-CD/MoS2和碱基化的g-C3N4进行复合，得到的复合光催化剂。步骤2得到的复合光催化剂γ-CD/MoS2/g-C3N4，所述γ-CD/MoS2/g-C3N4的制备方法为：将碱基化的g-C3N4和MoS2复合制备出MoS2/g-C3N4，将KH560修饰的γ-CD分散到去离子水中，使用冰醋酸调节pH至4-6，搅拌使其进行完全水解后，加入的MoS2/g-C3N4，然后超声30-40min，随后将悬浮液在80℃-90℃下回流8-10h，得到的复合光催化剂。步骤1中，三聚氰胺：KCl：NH4Cl的比例为15-10:15-10:1。步骤1中，硫脲和钼酸钠的比例为2:1-4:1。步骤1中，KH560的使用量为1-10mL。步骤2中，γ-CD的质量为3-6g，g-C3N4的质量为1-2g，MoS2的质量为0.1-0.2g。步骤1的碱基化g-C3N4的制备中，干燥处理为，在80℃下干燥12h。步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种γ-环糊精修饰的复合光催化剂的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：/n步骤1、碱基化g-C

【技术特征摘要】
1.一种γ-环糊精修饰的复合光催化剂的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、碱基化g-C3N4的制备：
将三聚氰胺、KCl、NH4Cl混合并充分研磨，放入Al2O3坩埚中，然后放入箱式炉，在550℃下保温4h，升温速率为2.5℃/min，冷却至室温后取出，得到黄色的固体，随后进行研磨，然后将得到的固体粉末置于100mL去离子水中持续磁力搅拌6h，通过0.22μm的滤膜进行抽滤，使用蒸馏水反复洗涤，干燥处理，获得出碱基化的g-C3N4；
MoS2纳米花的制备：
将硫脲和钼酸钠加入到60ml超纯水，室温下磁力搅拌，将得到的溶液转移至100ml聚四氟乙烯水热反应釜中，在180-210℃下维持20-24h，冷却至室温后，将获得的黑色混合物通过离心使用蒸馏水和无水乙醇反复洗涤三次，得到的黑色固体在80℃下干燥12h备用，即为MoS2纳米花；
γ-环糊精(γ-CD)的预处理：使用硅烷偶联剂交联剂KH560对γ-CD进；行预处理修饰；
步骤2、将步骤1得到的γ-CD、g-C3N4、MoS2进行复合，得用于降解草甘膦的复合光催化剂。


2.根据权利要求1所述的一种γ-环糊精修饰的复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2得到的复合光催化剂为MoS2/γ-CD/g-C3N4，所述MoS2/γ-CD/g-C3N4的制备方法为：将KH560修饰的γ-CD分散到去离子水中，使用冰醋酸调节pH至4-6，搅拌使其进行完全水解后，加入的碱基化的g-C3N4，然后超声30-40min，随后将悬浮液在80℃-90℃下回流8-10h，得到的γ-CD/g-C3N4，随后将MoS2纳米花与γ-CD/g-C3N4进行复合，制备得到的复合光催化剂。


3.根据权利要求1所述的一种γ-环糊精修饰的复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2得到的复合光催化剂为g-C3N4/γ-CD/MoS2，所述g-C3N4/γ-CD/MoS2的制备方法为：将KH560修饰的γ-CD分散到去离子水中，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：武占省，何秀方，薛永涛，田飞，李云锋，张洛红，李庆，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61