【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种石墨相氮化碳催化剂的制备方法及其在有机污染物降解方面的应用，属于环境化工领域。
技术介绍
1、日益严重的水污染给水处理行业带来了巨大的挑战。控制和消除水污染是缓解日益严重的水资源短缺的重要措施。因此，找到一种有效的技术来应对复杂的水污染条件具有重要意义。由于传统的水净化技术（如生物处理和化学凝固）难以完全去除有机污染物，且实际废水中共存离子及天然有机污染物会影响有机污染物的处理。基于过氧化物（过氧乙酸、过硫酸盐、过氧化氢等）的高级氧化工艺（aops）已被证明是一种有效的进行水净化的方法。其中，非均相催化剂由于可回收催化剂和反应条件广泛，特别是金属基催化剂，已成为研究热点。
2、石墨相氮化碳（g-c3n4）作为一种聚合物半导体，因其独特的电子结构、无毒、低成本和良好的化学稳定性而受到了广泛的关注。然而，光生电子-空穴对的快速复合率、低电导率和可见光吸收差阻碍了g-c3n4的适用性。此外，高光催化活性取决于光产生载流子的高效分离和迁移效率。因此，构建一种新型高效的g-c3n4基光催化剂是非常理想的。通过提高催化剂对可见光的能量转换效率，提高电荷转移能力，提高了催化剂的活化性能。据报道，单原子催化剂（sacs）广泛应用于非均相芬顿反应。原子分散的金属位点通常与载体上氮或碳原子的配位下，使活性中心几乎完全暴露在反应物和中间体中，从而获得近100%的单原子利用率并用于活化氧化剂进行有机污染物降解。单金属原子与负载光催化剂之间存在着独特的电子结构，可以加速电荷转移，延长载流子使用寿命。
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1、本专利技术提供了一种石墨相氮化碳催化剂的制备方法，该方法以三聚氰胺、三聚氰酸、氨基酸为原料，在溶剂存在、170-190℃下反应12h，反应结束后冷却至室温，离心，固体干燥后，在n2气氛、500-600℃下煅烧2h，冷却至室温制得石墨相氮化碳催化剂。
2、或者以三聚氰胺、三聚氰酸、氨基酸、金属盐为原料，在溶剂存在、170-190℃下反应12h，反应结束后冷却至室温，离心，固体干燥后，在n2气氛、500-600℃下煅烧2h，冷却至室温制得石墨相氮化碳负载单原子催化剂。
3、所述金属盐为铁盐；氨基酸化合物为甘氨酸、l-半胱氨酸、l-丙氨酸中的一种；溶剂为二甲基亚砜、无水乙醇、去离子水中的一种；氨基酸化合物与金属盐的质量比为1-6:1，氨基酸化合物的添加量为三聚氰酸质量的1%，三聚氰胺与三聚氰酸的质量比为1:1。
4、本专利技术另一目的是将上述方法制得的石墨相氮化碳催化剂应用在有机污染物降解中；具体是将将石墨相氮化碳催化剂与有机污染物加入到烧杯中，在黑暗条件下搅拌达到吸脱附平衡后，加入氧化剂并输入光源后反应进行降解；本专利技术催化剂能够活化氧化剂将有机污染物矿化成co2和h2o，反应中催化效果显著且反应条件温和并可循环使用多次。该催化剂符合经济、绿色可持续的观念且在有机污染物降解等方面显示出独特的优势。
5、所述污染物为对硝基苯酚、四环素、盐酸金霉素、土霉素、环丙沙星、左氧氟沙星、诺氟沙星、甲基橙、罗丹明b中的一种。
6、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点:
7、（1）该方法以三聚氰酸、三聚氰胺、氨基酸化合物原料或者以三聚氰胺、三聚氰酸、氨基酸、金属盐为原料制得石墨相氮化碳催化剂，催化剂制备工艺简单，催化剂催化效果显著、选择性高、反应条件温和，具有较好的h2o2活化能力；
8、（2）此催化剂具有较好的普适性，能降解多种有机污染物；
9、（3）构建的单原子催化剂具有较快的电荷转移能力，延长载流子使用寿命；
10、本专利技术催化剂符合经济、绿色可持续发展的观念且污染物降解等方面显示出独特的优势，本专利技术方法简单易操作，适于工业化生产和市场推广应用。
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1.一种石墨相氮化碳催化剂的制备方法，其特征在于：以三聚氰酸、三聚氰胺、氨基酸化合物原料，在溶剂存在、170-190℃下反应12h，反应结束后冷却至室温，离心，固体洗涤干燥后，在N2气氛、500-600℃下煅烧2h，冷却至室温制得石墨相氮化碳催化剂。
2.根据权利要求1所述的石墨相氮化碳催化剂的制备方法，其特征在于：氨基酸化合物为甘氨酸、L-半胱氨酸、L-丙氨酸中的一种，氨基酸化合物的添加量为三聚氰酸质量的1%，三聚氰胺与三聚氰酸的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的石墨相氮化碳催化剂的制备方法，其特征在于：溶剂为二甲基亚砜、无水乙醇、去离子水中的一种。
4.根据权利要求1所述的石墨相氮化碳催化剂的制备方法，其特征在于：原料还包括金属盐。
5.根据权利要求1所述的石墨相氮化碳催化剂的制备方法，其特征在于：金属盐为铁盐，氨基酸化合物与金属盐的质量比为1-6:1。
6.权利要求1-5中任一项所述的石墨相氮化碳催化剂的制备方法制得的石墨相氮化碳催化剂在有机污染物降解中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其
...【技术特征摘要】
1.一种石墨相氮化碳催化剂的制备方法，其特征在于：以三聚氰酸、三聚氰胺、氨基酸化合物原料，在溶剂存在、170-190℃下反应12h，反应结束后冷却至室温，离心，固体洗涤干燥后，在n2气氛、500-600℃下煅烧2h，冷却至室温制得石墨相氮化碳催化剂。
2.根据权利要求1所述的石墨相氮化碳催化剂的制备方法，其特征在于：氨基酸化合物为甘氨酸、l-半胱氨酸、l-丙氨酸中的一种，氨基酸化合物的添加量为三聚氰酸质量的1%，三聚氰胺与三聚氰酸的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的石墨相氮化碳催化剂的制备方法，其特征在于：溶剂为二甲基亚...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡天丁，骆飞扬，陕绍云，权文俊，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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