一种掺杂型介孔石墨相氮化碳的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种掺杂型介孔石墨相氮化碳的制备方法，包括：将石墨相氮化碳湿法球磨处理和升压泄压处理后得到石墨相氮化碳细粉；将石墨相氮化碳加入二氯化钛乙醇液中搅拌得到镀膜石墨相氮化碳颗粒；将镀膜石墨相氮化碳颗粒放入钛酸正丁酯乙醚液中静置得到二次镀膜石墨相氮化碳颗粒；将乙基纤维素和羟丙基纤维素加入至丙酮中，并加入碳酸氢铵得到混合浆料；将混合浆料与二次镀膜石墨相氮化碳颗粒混合，并恒温静置得到预制石墨相氮化碳；将预制石墨相氮化碳放超声处理后烧结得到掺杂型介孔石墨相氮化碳。本发明专利技术利用二氯化钛为活性原点，提升二氧化钛与石墨相氮化碳的连接稳定性，同时改善了二氧化钛的电子流转速度，表现出缺钛性与缺氧性。出缺钛性与缺氧性。

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂型介孔石墨相氮化碳的制备方法


[0001]本专利技术属于光催化
，具体涉及一种掺杂型介孔石墨相氮化碳的制备方法。

技术介绍

[0002]随着科研的不断深入和工业化的不断发展，工业排放的废水废气中含有很多难降解物质，特别是废水中，各种染料、药物中间体等难降解有机物污染含量不断增多，不仅对环境造成极大的影响，也给人类健康带来严重的威胁。这类废水的处理方式一般以吸附法、膜分离法和化学氧化法为主，其中，吸附法和膜分离法以污染物转移和富集为主，造成局部更高的污染浓度，并不能有效的解决污染问题，甚至会形成二次污染；而化学氧化法利用自身强大的氧化能力，快速将难降解污染物去除。光催化是一种高级氧化技术，是以太阳光为能源动力的绿色清洁降解技术，在处理难降解有机物方面具有极强的潜力。
[0003]石墨相氮化碳是继二氧化钛、氧化锌之后，近些年兴起的光催化剂之一，其可见光响应、化学性质稳定等特性，成为了目前的研究热点。但是，氮化碳存在比表面小，催化稳定性差、空穴
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电子复合速度快等问题，造成其光催化性能差。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种掺杂型介孔石墨相氮化碳的制备方法，解决了现有石墨相氮化碳的缺陷，利用二氯化钛为活性原点，提升二氧化钛与石墨相氮化碳的连接稳定性，同时利用二价钛离子的残留以及其在二氧化钛中的同质化结构，改善了二氧化钛的电子流转速度，表现出缺钛性与缺氧性。
[0005]为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种掺杂型介孔石墨相氮化碳的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1，将石墨相氮化碳加入至乙醇中搅拌均匀形成浆料，然后将浆料球磨处理，经升压泄压处理后得到石墨相氮化碳细粉，所述石墨相氮化碳与乙醇的质量比5:1
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3，搅拌均匀的搅拌速度为500
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1000r/min，球磨处理的温度为10
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20℃，球磨压力为0.4
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0.6MPa，所述升压泄压处理在密闭反应釜内进行，且温度为80
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90℃；所述升压泄压处理的泄压速度为0.2
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0.3MPa/min，该步骤利用石墨相氮化碳在乙醇中的不溶性，配合乙醇良好的不溶性和渗透性，确保石墨相氮化碳比表面形成液膜，且该液膜通过石墨相氮化碳的缝隙形成良好的渗透，有效的促进石墨相氮化碳颗粒的球磨碎化处理，提高湿法球磨的缝隙扩大化，促进石墨箱氮化碳颗粒的碎化效果；升压泄压处理中，温度在80
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90℃，该温度下的乙醇转化为乙醇蒸汽，利用蒸汽的渗透性来进入细小的石墨相氮化碳颗粒裂缝内，达到蒸汽渗透效果，在快速泄压中形成内外压差，从而得到石墨相氮化碳颗粒的进一步碎化；该升压泄压处理中，乙醇受到温度影响转化为蒸汽，并在该体系中形成压力状态，即，密封反应釜内形成高压状态，并乙醇蒸汽优先在石墨相氮化碳颗粒表面形成液膜，在快速泄压过程中，外部压力带来急剧下降，形成颗粒内外压差，从而将缝隙扩大化，从而起到二次碎化的目的；
[0008]步骤2，将二氯化钛加入至乙醇中搅拌均匀，然后将石墨相氮化碳加入恒温搅拌20
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30min，过滤后氮气吹扫，得到镀膜石墨相氮化碳颗粒，所述二氯化钛在乙醇中的浓度为20
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50g/L，搅拌均匀的搅拌速度为400
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600r/min，所述石墨相氮化碳在乙醇中的浓度为400
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600g/L，恒温搅拌的温度为50
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60℃，搅拌速度为600
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1000r/min，所述氮气吹扫采用20
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30℃的氮气，且氮气中并不含水蒸气，吹扫的速度为10
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20mL/min，该步骤利用二氯化钛在乙醇的溶解性和石墨相氮化碳的自吸附性能，二氯化钛被吸附至石墨相氮化碳比表面，达到吸附效果，且基于石墨相氮化碳自身的表面活性特点，二氯化钛优先被活性强的位置吸附，这一过程中，二氯化钛在石墨相氮化碳表面形成液膜，并在氮气吹扫过程中将乙醇缓慢蒸发，得到二氯化钛在石墨相氮化碳颗粒表面的吸附性沉积；该沉积过程中，石墨相氮化碳基于自身活性，形成吸附性沉积，达到表面镀膜的效果；
[0009]步骤3，将钛酸正丁酯溶解在乙醚中搅拌均匀形成溶解液，然后将镀膜石墨相氮化碳颗粒放入，并静置20
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30min，过滤后烘干，得到二次镀膜石墨相氮化碳颗粒，所述钛酸正丁酯在乙醚中的浓度为50
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100g/L，搅拌均匀的搅拌速度为600
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800r/min，所述镀膜石墨相氮化碳颗粒在乙醚中的浓度为300
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400g/L，所述静置的温度为20
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25℃，所述烘干在氮气氛围下烘干，且烘干的温度为40
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50℃；该步骤利用钛酸正丁酯对乙醚的溶解性，形成均质分散液，同时将钛酸正丁酯自身的粘度降低，降低钛酸正丁酯的浓度；将镀膜石墨相氮化碳颗粒静置在钛酸正丁酯
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乙醚的溶解液中，并利用钛酸正丁酯的低粘度和乙醚的渗透性，在镀膜石墨相氮化碳颗粒的表面形成液膜，并在过滤后形成湿膜体系的镀膜石墨相氮化碳颗粒，在氮气环境性低温烘干，将液膜内乙醚去除，同时，钛酸正丁酯以液膜的形成包裹在颗粒表面；
[0010]步骤4，将乙基纤维素和羟丙基纤维素加入至甲醇中搅拌均匀形成粘稠浆料，然后恒温加热形成混合固体；最后将丙酮加入至混合固体搅拌均匀，并将碳酸氢铵放入，经急速搅拌得到混合浆料；所述乙基纤维素和甲基纤维素的质量比为6
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10:1,所述乙基纤维素在甲醇中的浓度为100
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400g/L，搅拌速度为400
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600r/min；所述恒温加热的温度为65
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70℃；所述丙酮和混合固体的质量比为2
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3:7，搅拌均匀的搅拌速度为200
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400r/min，所述碳酸氢铵的加入量是混合固体质量的2
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5％，所述急速搅拌的搅拌速度为1000
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1500r/min，温度为5
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10℃；该步骤利用乙基纤维素和羟丙基纤维素在甲醇中的溶解性形成均质化分散，同时确保乙基纤维素能够将羟丙基纤维素分散化；在恒温加热过程中，分散化结构中的甲醇形成蒸发，从而达到混合固体，该混合固体以乙基纤维素为主要材料，羟丙基纤维素为掺杂剂，将丙酮和混合固体搅拌时，混合固体利用丙酮的溶解性形成粘稠浆料；
[0011]步骤5，将混合浆料与二次镀膜石墨相氮化碳颗粒搅拌均匀，并恒温烘干得到混合固体，然后将混合固体进行恒温静置30
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50min，得到预制石墨相氮化碳，所述混合浆料与二次镀膜石墨相氮化碳颗粒的质量比为5
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6:3，搅拌均匀的搅拌速度为100
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200r/min，恒温烘干的温度为20
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺杂型介孔石墨相氮化碳的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，将石墨相氮化碳加入至乙醇中搅拌均匀形成浆料，然后将浆料球磨处理，经升压泄压处理后得到石墨相氮化碳细粉；步骤2，将二氯化钛加入至乙醇中搅拌均匀，然后将石墨相氮化碳加入恒温搅拌20
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30min，过滤后氮气吹扫，得到镀膜石墨相氮化碳颗粒；步骤3，将钛酸正丁酯溶解在乙醚中搅拌均匀形成溶解液，然后将镀膜石墨相氮化碳颗粒放入，并静置20
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30min，过滤后烘干，得到二次镀膜石墨相氮化碳颗粒；步骤4，将乙基纤维素和羟丙基纤维素加入至甲醇中搅拌均匀形成粘稠浆料，然后恒温加热形成混合固体；最后将丙酮加入至混合固体搅拌均匀，并将碳酸氢铵放入，经急速搅拌得到混合浆料；步骤5，将混合浆料与二次镀膜石墨相氮化碳颗粒搅拌均匀，并恒温烘干得到混合固体，然后将混合固体进行恒温静置30
‑
50min，得到预制石墨相氮化碳；步骤6，将预制石墨相氮化碳放入乙醇水溶液中超声处理20
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30min，过滤后烧结2
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4h，得到掺杂型介孔石墨相氮化碳。2.根据权利要求1所述的掺杂型介孔石墨相氮化碳的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的石墨相氮化碳与乙醇的质量比5:1
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3，搅拌均匀的搅拌速度为500
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1000r/min，球磨处理的温度为10
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20℃，球磨压力为0.4
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0.6MPa。3.根据权利要求1所述的掺杂型介孔石墨相氮化碳的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的升压泄压处理在密闭反应釜内进行，且温度为80
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90℃；所述升压泄压处理的泄压速度为0.2
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0.3MPa/min。4.根据权利要求1所述的掺杂型介孔石墨相氮化碳的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的二氯化钛在乙醇中的浓度为20
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50g/L，搅拌均匀的搅拌速度为400
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600r/min，所述石墨相氮化碳在乙醇中的浓度为400
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600g/L，恒温搅拌的温度为50
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60℃，搅拌速度为600
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1000r/min，所述氮气吹扫采用20
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30℃的氮气，且氮气中并不含水蒸气，吹扫的速度为10
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20mL/min。5.根据权利要求1所述的掺杂型介孔石墨相氮化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚，刘刚，王丽波，刘力辉，田苗苗，
申请(专利权)人：吉林工程技术师范学院，
类型：发明
国别省市：