【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废弃pcb非金属粉高值化利用和光催化，具体涉及一种玻璃纤维球束负载石墨相氮化碳/碳气凝胶及其制备方法。
技术介绍
1、印刷线路板(printed circuit board,简称pcb)是现代电子工业的基础，每天在世界各地的pcb线路板生产厂都有大量的线路板出厂。而在每一天的生活中，也都有千万吨级废旧pcb电路板报废堆积。电路板一旦出现废弃堆积，就会对我们的生态环境以及人类的身体健康造成很大的危害。废旧印刷pcb线路板是玻璃纤维强化树脂与多种金属的混合物，属典型的电子废弃物，如果不妥善处理与处置，不但会造成有用资源的大量流失，而且会对生态环境造成严重破坏。目前，对废弃印刷电路板处理办法多为进行大规模的固体化或土地处理，因此处理的成本迅速上升，并且如果将电子废弃物运到垃圾填埋场进行填埋，或者直接将电子废弃物进行焚烧，就可能使得电子废弃物中的大量的有毒有害物质释放到环境中。其中所含有镉和溴化阻燃剂等大量致畸、致突变、致癌的物质，会对环境和人类健康产生严重的危害。
2、石墨相氮化碳(g-c3n4)，是氮化碳材料中最稳定的同素异形体。它具有类石墨烯结构，是一种由三-s-三嗪的二维框架组成。由于碳和氮原子之间有很强的共价键使得g-c3n4在高温条件下，以及强酸或强碱溶液中都是稳定的。除此之外这种三-s-三嗪环结构使其成为一种间接半导体，带隙约为2.7ev，在可见光范围内对应的光学波长为460nm。g-c3n4具有成本低、易于制备、稳定性好、环保等特点，是价廉易得的光催化剂，广泛应用于多个领域，如光分解水制h2、光
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种以废弃印刷线路板(pcb)的非金属粉末为原料制备玻璃纤维球束作为载体的负载g-c3n4/c复合材料及其制备方法。本专利技术制备的玻璃纤维球束负载石墨相氮化碳/碳气凝胶不仅避免粉末氮化碳杂使用过程易于结块沉降和难以回收的缺点，而且分布在气凝胶内部的氮化碳表面积进一步增加，利用气凝胶骨架碳的吸附作用，协同处理污染物将进一步提高光催化效率。因此，本专利技术提供的是一种新型的光催化复合材料，原料价廉易得，制备方法简单高效，广泛应用于环保、能源、催化等多个领域。
2、本专利技术的技术方案具体介绍如下。
3、本专利技术提供一种玻璃纤维球束负载石墨相氮化碳/碳气凝胶的制备方法，该方法包含以下步骤：
4、步骤1，用废弃印刷线路板pcb非金属粉制备玻璃纤维球束；
5、步骤2，将聚丙烯腈(pan)加入有机溶剂中，搅拌12～24h，加入氮化碳前驱体，高速搅拌5～10min；之后加入步骤1制备的玻璃纤维球束，搅拌3～5min后用80～100目筛网过滤，然后置于去离子水中静置3～5min；过滤，收集玻璃纤维球束；
6、步骤3，将步骤2制备的样品先液氮预冷冻，再真空冷冻干燥，得到含有前驱体的玻璃纤维球束负载聚丙烯腈气凝胶；
7、步骤4，将步骤3得到的样品于马弗炉中热处理，得到玻璃纤维球束负载g-c3n4/c气凝胶。
8、上述步骤1中，按照中国专利cn107399928b中的方法用废弃pcb非金属粉制备玻璃纤维球束。
9、上述步骤2中，所述氮化碳前驱体为尿素，三聚氰胺和硫脲中的一种或两种以上组合，有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺dmf。
10、上述步骤2中，玻璃纤维球束、氮化碳前驱体、pan和dmf的投料比为(1～3)g：(5～10)g：(2～3)g：(20～55)ml。
11、上述步骤3中，先将样品置于液氮中预冷冻5～10min，再于-30℃～-80℃的温度下真空冷冻干燥24～48h。
12、上述步骤4中，马弗炉热处理的升温程序为：以1℃/min的升温速率升温到250～300℃后，再以5～10℃/min的升温速率，升温到500℃～550℃，保温2h，之后再升温到600～700℃，保温0.5h。
13、本专利技术还提供一种上述的制备方法得到的玻璃纤维球束负载石墨相氮化碳/碳气凝胶。
14、本专利技术以一种利用废弃pcb非金属粉为原料制备的玻璃纤维球束作为载体，制备负载型光催化剂-玻璃纤维球束负载石墨相氮化碳/碳气凝胶复合材料。本专利技术利用pan溶液高粘度的特性，将pan和氮化碳前驱体微粒置于玻璃纤维球束内部，经过真空冷冻干燥，在玻璃纤维球束内部形成pan气凝胶，此时氮化碳前驱体吸附于气凝胶内部。进一步在升温过程中，高分子树脂pan逐渐碳化，形成玻璃纤维球束碳化体，将氮化碳前驱体包裹在玻璃纤维球束碳化体内部。到达合适温度后，氮化碳前驱体在碳化体内分解、再聚合生成氮化碳。在本专利技术中，氮化碳前驱体的分解和再聚合是在玻璃纤维球束碳化体内部完成的，有利于提高氮化碳的合成效率，避免氮化碳前驱体分解过程中间体的损失，同时，氮化碳前驱体分解产生的气体(如氨)还起到保护作用。
15、本专利技术实现了废弃pcb非金属粉的高值化利用新方法，同时也克服了g-c3n4材料在使用过程中存在的缺点；pan的引入提高了g-c3n4的产率，同时pan碳化后的碳骨架对g-c3n4的光催化具有协同促进作用。与现有技术相比，本专利技术有以下优点：
16、①氮化碳前驱体被包裹在玻璃纤维球束碳化体内，避免前驱体在加热分解和再聚合过程中中间体的损失，提高氮化碳的合成效率；同时前驱体在分解过程中生成的气体(如氨)作为保护气体，有利于氮化碳的生成。
17、②氮化碳分布于玻璃纤维球束碳化体内部，避免常规方法制备的氮化碳片的堆积，进一步提高氮化碳的比表面积，使更多的催化活性位点暴露出来，有利于提高光催化效率。
18、③玻璃纤维球束碳化体本身具有巨大的表面积，具有较好的吸附浓缩作用，有利于污染物向氮化碳催化活性中心迁移、浓缩，对光催化具有协同作用，有利于提高光催化效率。
19、④玻璃纤维球束负载石墨相氮化碳/碳复合材料易于回收，避免粉状氮化碳在使用过中堆积沉降以及难回收的缺点。片状氮化碳粉末在使用过程中，一般需要超声技术将氮化碳片分散于水中，不仅耗能，而且后续使用过程中氮化碳易于团聚沉降，同时还难以回收。
20、⑤原料价廉易得，同时制备过程对环境友好。
21、⑥开发了废弃pcb非金属粉的另一个高值化再利用新方法。
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1.一种玻璃纤维球束负载石墨相氮化碳/碳气凝胶的制备方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，按照中国专利CN107399928B中的方法用废弃PCB非金属粉制备玻璃纤维球束。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述氮化碳前驱体为尿素，三聚氰胺和硫脲中的一种或两种以上组合，有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺DMF。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，玻璃纤维球束、氮化碳前驱体、PAN和有机溶剂的投料比为(1～3)g：(5～10)g：(2～3)g：(20～55)mL。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述液氮冷冻时间为5～10min，真空冷冻干燥温度为-30℃～-80℃，时间为24～48h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中，马弗炉热处理的升温程序为：先以1℃/min的升温速率升温到250～300℃后，再以5～10℃/min的升温速率，升温到500℃～550℃，保温2h，之后再升温到600～70
7.一种根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法得到的玻璃纤维球束负载石墨相氮化碳/碳气凝胶。
...【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维球束负载石墨相氮化碳/碳气凝胶的制备方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，按照中国专利cn107399928b中的方法用废弃pcb非金属粉制备玻璃纤维球束。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述氮化碳前驱体为尿素，三聚氰胺和硫脲中的一种或两种以上组合，有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺dmf。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，玻璃纤维球束、氮化碳前驱体、pan和有机溶剂的投料比为(1～3)g：(5～10)g：(...
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