一种酚醛树脂基复合光催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种酚醛树脂基复合光催化剂及其制备方法和应用，属于光催化剂制备以及环境保护技术领域；本发明专利技术以具备光响应范围宽

【技术实现步骤摘要】
一种酚醛树脂基复合光催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光催化剂制备以及环境保护
，具体涉及一种酚醛树脂基复合光催化剂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]抗生素是一类抗菌药物，主要包括
β
‑
内酰胺类
(
青霉素
)、
四环素类
(
盐酸四环素
)、
氨基糖苷类
(
新霉素
)、
大环内酯类
(
红霉素
)
等，可以有效抑制细菌的生长和繁殖，因此被广泛用于医疗
、
卫生和食品领域
。
然而，抗生素污染已经成为一个严重的环境问题，抗生素残留物可以污染土壤和水体，对环境造成严重的污染
。
此外，抗生素残留物也会抑制有益细菌的生长，从而影响人体的免疫功能，进而对人体健康造成危害
。
因此，急需找到一种低成本
、
高效
、
绿色的方法处理抗生素类污染物
。
[0003]近年来，光催化降解发展迅速，成为处理抗生素污染的有效手段之一
。
光催化降解就是利用光辐射
、
光催化剂在反应体系中产生的活性极强的自由基，再通过自由基与有机污染物之间的加合
、
取代
、
电子转移等过程将污染物降解为无机物的过程
。
但是实践发现，传统光催化剂例如金属氧化物/>、
金属硫化物
、
氮化碳
、MOFs
等在污水净化处理的实际应用中存在太阳光响应范围窄
、
成本高
、
稳定性差
、
缺少活性位点等问题，导致光催化降解效率偏低，因此，我们需要找到一种低成本
、
高效率
、
稳定
、
无毒的催化剂
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种酚醛树脂基复合光催化剂及其制备方法和应用；本专利技术以具备光响应范围宽
、
带隙可调
、
吸附性能强等特性的酚醛树脂微纳米空心球为核，以活性位点丰富
、
载流子分离效率高的金属硫化物纳米片为壳，通过界面工程策略构建了一种酚醛树脂基复合光催化剂；所述酚醛树脂基复合光催化剂为界面氢键键连的
Z
型核壳型异质结材料；所述酚醛树脂基复合光催化剂具备成本低
、
光响应范围宽
、
活性位点丰富
、
效率高
、
抗生素耐受性好等优点，能够实现全太阳光谱激发下高效的抗生素降解，具有很好的实用性
。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术手段：
[0006]本专利技术首先提供一种酚醛树脂基复合光催化剂，所述酚醛树脂基复合光催化剂以酚醛树脂微纳米空心球为核，以金属硫化物纳米片为壳，通过界面氢键键连得到的
Z
型核壳型异质结材料
。
[0007]优选地，酚醛树脂包括间苯二酚
‑
甲醛树脂
、
邻苯二酚
‑
甲醛树脂
、
对苯二酚
‑
甲醛树脂
、
苯酚
‑
甲醛树脂
、
氯酚
‑
甲醛树脂或硝基苯酚
‑
甲醛树脂中的任一种；
[0008]所述金属硫化物纳米片包括硫化镉
、
硫化锌
、
硫化铜
、
硫化亚铁
、
硫化铟锌或硫化锌镉中的任一种
。
[0009]优选地，所述酚醛树脂基复合光催化剂中，酚醛树脂与金属硫化物纳米片的质量比为5～
50
：5～
50。
[0010]本专利技术还提供了上述酚醛树脂基复合光催化剂的制备方法，具体包括如下步骤：
[0011](1)
酚醛树脂微纳米空心球的制备：
[0012]将正硅酸四乙酯
、
无水乙醇
、
去离子水和氨水搅拌混合均匀，然后向其中加入酚类前驱体和甲醛溶液进行搅拌反应，反应结束后将反应液在
80
～
300℃
下进行水热反应，反应结束后离心
、
洗涤
、
干燥，得到酚醛树脂微纳米空心球；
[0013](2)
酚醛树脂基复合光催化剂的制备：
[0014]通过原位生长法，制备树脂
/
硫化物
Z
型核壳异质结复合材料，即酚醛树脂基复合光催化剂，其中两相界面处通过硫代乙酰胺
(TAA)
的氨基和树脂表面的羟基以氢键形式键连
。
制备过程为：
[0015]将调节了
pH
值的去离子水和甘油混合搅拌均匀，然后加入金属前驱体
、
硫代乙酰胺
(TAA)
和酚醛树脂微纳米空心球，在超声处理下混合均匀，混合均匀后进行油浴加热反应，反应结束后洗涤
、
干燥，得到所述酚醛树脂基复合光催化剂，记为
RF/Z
‑
100
％；
[0016]所述金属前驱体中金属包括镉
、
锌
、
铜或亚铁中的任一种以及铟锌
、
锌镉的组合
。
[0017]优选地，步骤
(1)
中，正硅酸四乙酯
、
无水乙醇
、
去离子水和氨水的体积比为
(2
～
5)
：
70
：
10
：
(2
～
4)
；所述氨水的浓度为
28wt
％
。
[0018]优选地，步骤
(1)
中，正硅酸四乙酯
、
酚类前驱体和甲醛溶液的用量比为
(1ml
～
5ml)
：
(2.4mmol
～
4.8mmol)
：
(4.8mmol
～
9.6mmol)
；所述甲醛溶液的浓度为
33wt
％
。
[0019]优选地，步骤
(1)
中，酚类前驱体包括间苯二酚
、
邻苯二酚
、
对苯二酚
、
间氨基苯酚
、
苯酚
、
氯酚或硝基苯酚中的任一种
。
[0020]优选地，步骤
(1)
中，所述搅拌反应的条件为搅拌
12
～
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种酚醛树脂基复合光催化剂，其特征在于，所述酚醛树脂基复合光催化剂以酚醛树脂微纳米空心球为核，以金属硫化物纳米片为壳，通过界面氢键键连得到的
Z
型核壳型异质结材料
。2.
根据权利要求1所述的酚醛树脂基复合光催化剂，其特征在于，酚醛树脂的种类包括间苯二酚
‑
甲醛树脂
、
邻苯二酚
‑
甲醛树脂
、
对苯二酚
‑
甲醛树脂
、
苯酚
‑
甲醛树脂
、
氯酚
‑
甲醛树脂或硝基苯酚
‑
甲醛树脂中的任一种；所述金属硫化物纳米片包括硫化镉
、
硫化锌
、
硫化铜
、
硫化亚铁
、
硫化铟锌或硫化锌镉中的任一种；所述酚醛树脂基复合光催化剂中，酚醛树脂与金属硫化物纳米片的质量比为5～
50
：5～
50。3.
权利要求1或2所述的酚醛树脂基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
(1)
酚醛树脂微纳米空心球的制备：将正硅酸四乙酯
、
无水乙醇
、
去离子水和氨水搅拌混合均匀，然后向其中加入酚类前驱体和甲醛溶液进行搅拌反应，反应结束后将反应液在
80
～
300℃
下进行水热反应，反应结束后离心
、
洗涤
、
干燥，得到酚醛树脂微纳米空心球；
(2)
酚醛树脂基复合光催化剂的制备：将调节了
pH
值的去离子水和甘油混合搅拌均匀，然后加入金属前驱体
、
硫代乙酰胺
(TAA
和酚醛树脂微纳米空心球，在超声处理下混合均匀，混合均匀后进行油浴加热反应，反应结束后洗涤
、
干燥，得到所述酚醛树脂基复合光催化剂，记为
RF/Z
‑
100
％；所述金属前驱体中金属包括镉
、
锌
、
铜或亚铁中的任一种以及铟锌
、
锌镉的组合
。4.
根据权利要求3所述的酚醛树脂基复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤
(1)
中，正硅酸四乙酯
、
无水乙醇
、
去离子水和氨水的体积比为
(2
～
5)
：
70
：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晶，陈元平，王乐乐，魏英聪，王瑞宇，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：