一种三相复合光催化材料的制备方法

技术领域

本发明属于光催化材料领域，具体涉及一种三相复合光催化材料的制备方法。

背景技术

随着经济的快速增长，工业化的快速发展，环境污染成为了目前需要解决的一个很大的问题。在这些污染物中，尤其以水污染最为严重。水污染主要来源于生活污水，工业废水，以及医药，化工，农业等等各个方面。这些污水中含有各类有机或者无机物，长期的积累导致水质越来越差。传统的污水处理方式主要有沉淀法，吸附法，微生物法等等。虽然这种方法的净化效率很高，但是使用的化学试剂也会变相污染环境。吸附法也只是将污染物从一相转换到另外一相，并没有达到完全降解的目的。在所有这些方法中，利用微生物处理污水的方法，降解率最高，且造成的环境影响较小，其有机污染物的降解率可达90％

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制备工艺简单、对可见光响应性能高，且具有高光催化能力的复合光催化材的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种三相复合光催化材料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1，将C

步骤2，以羧基苯甲醛、吡咯和无水氯化锡为原料，制备SnTCPP；

步骤3，用水热法制备两相复合材料SnTCPP-TiO

步骤4，利用C

进一步地，步骤1所述g-C

步骤1.1，称取适量的C

步骤1.2，将步骤1.1所得混合物置于半闭合的氧化铝坩埚中，加盖放置于马弗炉中以2℃/min的升温速率升至550℃烧制4h，降温至室温得到淡黄色粉末状固体，干燥并研磨得到g-C

进一步地，C

进一步地，步骤2所述SnTCPP的制备方法，具体为：

步骤2.1，称取2.16g 4-甲酰苯甲酸加入到三颈烧瓶中，并倒入150mL丙酸，油浴加热至135℃，缓慢滴加吡咯1mL和丙酸20mL的混合液，滴加60min，滴加结束后在140℃下回流2h；

步骤2.2，将步骤2.1反应产物冷却至室温，加入50mL乙醇放入冰箱12h结晶，抽滤除去反应液，用丙酸洗涤三次，再用去离子水，丙酮分别洗涤三次，干燥回收制得TCPP；

步骤2.3，称取步骤2.2所得TCPP1.0 g和SnCl

步骤2.4，将步骤2.3所得产物放入恒温反应干燥箱80℃下干燥，得到黑色固体SnTCPP。

进一步地，步骤3所述制备两相复合材料SnTCPP-TiO

步骤3.1，将20mg SnTCPP溶于100mL乙醇中，然后将2.0mg的TiO

步骤3.2，在搅拌下，将步骤3.1所得反应混合物在80℃下在油浴中回流120min，然后在真空下除去溶剂，将固体残余物干燥以获得SnTCPP-TiO

进一步地，所述SnTCPP和TiO

进一步地，步骤4所述利用C

步骤4.1：分别称取SnTCPP-TiO

同时，将20mg g-C

步骤4.2：将上述两种超声处理过的分散于混合，并在60℃下搅拌反应6h后，干燥处理，得到SnTCPP/TiO

进一步地，所述SnTCPP-TiO

本发明的有益效果是：

1.以g-C

2.制备过程对设备要求低、且反应条件温和，合成工艺简单易于实现。

3.采用该方法制备的三相复合光催化材料当g-C

4.为制备其它的多相光催化材料提供了可靠的参考依据。

附图说明

图1是实施例1使用的原料TiO

图2为实施例1制备的SnTCPP/TiO

图3是实施例1使用的原料TiO

图4是实施例1制备的g-C

图5是实施例1制备的复合光催化材料SnTCPP/TiO

具体实施方式

以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

一种三相复合光催化材料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将C

步骤1.1，称取适量的三聚氰胺C

步骤1.2，将步骤1.1所得混合物置于半闭合的氧化铝坩埚中，加盖放置于马弗炉中以2℃/min的升温速率升至550℃～600℃烧制4h，降温至室温得到淡黄色粉末状固体，干燥并研磨得到g-C

步骤2，以羧基苯甲醛、吡咯和无水氯化锡为原料，制备四羧基苯基锡卟啉SnTCPP，具体为：

步骤2.1，称取2.16g 4-甲酰苯甲酸加入到三颈烧瓶中，并倒入150mL丙酸，油浴加热至135℃，缓慢滴加吡咯1mL和丙酸20mL混合液，滴加60min，滴加结束后在140℃下回流2h；

步骤2.2，将步骤2.1反应产物冷却至室温，加入50mL乙醇放入冰箱12h结晶，抽滤除去反应液，用丙酸洗涤三次，再用去离子水，丙酮分别洗涤三次干燥回收制得四羧基苯基卟啉TCPP；

步骤2.3，称取1.0g四羧基苯基卟啉(TCPP)和2.5g六水合二氯化钴(SnCl

步骤2.4，将步骤2.3所得产物放入恒温反应干燥箱80℃下干燥，得到黑色固体SnTCPP。

步骤3，用水热法制备两相复合材料SnTCPP-TiO

步骤3.1，将20mg SnTCPP溶于100mL乙醇中，然后，将2.0mg的TiO

步骤3.2，在搅拌下，将步骤3.1所得反应混合物在80℃下在油浴中回流120min，然后在真空下除去溶剂，将固体残余物干燥以获得SnTCPP-TiO

步骤4，利用氮化碳上的氨基与SnTCPP上的羧基反应，将氮化碳与SnTCPP-TiO

步骤4.1：按照摩尔比SnTCPP-TiO

同时，将20mg的g-C

步骤4.2：将上述两种超声处理过的分散于混合，并在60℃下搅拌反应6h后，干燥处理，得到SnTCPP/TiO

实施例1

步骤1：将C

步骤1.1：称取重量比为5:1的C

步骤1.2：将步骤1.1所得混合物放置于半闭合的氧化铝坩埚中，加盖放置于马弗炉中以2℃/min的升温速率升至550℃烧制4h后，降温至室温得到淡黄色粉末状固体，干燥并研磨得到g-C

步骤2：以羧基苯甲醛、吡咯和无水氯化锡为原料，制备四羧基苯基锡卟啉SnTCPP，具体为：

步骤2.1：称取2.16g 4-甲酰苯甲酸加入到三颈烧瓶中，并倒入150mL丙酸，油浴加热至135℃，缓慢滴加吡咯1mL和丙酸20mL混合液，控制在60min内滴加完毕，滴加结束后在140℃下回流2h；

步骤2.2：将步骤2.1反应产物冷却至室温，加入50mL乙醇放入冰箱12h结晶，抽滤除去反应液，用丙酸洗涤三次，再用去离子水，丙酮分别洗涤三次干燥回收制得四羧基苯基卟啉TCPP；

步骤2.3：称取步骤2.2所得TCPP1.0 g和2.5g SnCl

步骤2.4：将步骤2.3所得产物放入恒温反应干燥箱80℃下干燥，得到黑色固体SnTCPP。

步骤3：用水热法制备两相复合材料SnTCPP-TiO

步骤3.1：将20mg SnTCPP溶于100mL乙醇中，然后，将2.0mg的TiO

步骤3.2：在搅拌下，将步骤3.1所得反应混合物在80℃下在油浴中回流120min，然后在真空下除去溶剂，将固体残余物干燥以获得SnTCPP-TiO

步骤4，利用氮化碳上的氨基与SnTCPP上的羧基反应，将氮化碳与SnTCPP-TiO

步骤4.1：按照摩尔比SnTCPP-TiO

将20mg g-C

步骤4.2：将上述两种超声处理过的分散于混合，并在60℃下搅拌反应6h后，干燥处理，得到SnTCPP/TiO

图1为TiO

图2为SnTCPP/TiO

图3通过对比各个单项与最终合成的产物SnTCPP/TiO

图4为实施例1制备的g-C

图5为实施例1制备的该方法合成的三相复合材料SnTCPP/TiO

实施例2

步骤1：制备g-C

步骤1.1：称取重量比为6:1的C

步骤1.2：将步骤1.1所得混合物放置于半闭合的氧化铝坩埚中，加盖放置于马弗炉中以2℃/min的升温速率升至600℃烧制4h后，降温至室温得到淡黄色粉末状固体，干燥并研磨得到g-C

步骤2：制备四羧基苯基锡卟啉SnTCPP，具体为：

步骤2.1：称取2.16g 4-甲酰苯甲酸加入到三颈烧瓶中，并倒入150mL丙酸，油浴加热至135℃，缓慢滴加吡咯1mL和丙酸20mL混合液，控制在60min内滴加完毕，滴加结束后在140℃下回流2h；

步骤2.2：将步骤2.1反应产物冷却至室温，加入50mL乙醇放入冰箱12h结晶，抽滤除去反应液，用丙酸洗涤三次，再用去离子水，丙酮分别洗涤三次干燥回收制得四羧基苯基卟啉TCPP；

步骤2.3：称取步骤2.2所得TCPP1.0 g和2.5g SnCl

步骤2.4：将步骤2.3所得产物放入恒温反应干燥箱80℃下干燥，得到黑色固体SnTCPP。

步骤3：制备两相复合材料SnTCPP-TiO

步骤3.1：将20mg SnTCPP溶于100mL乙醇中，然后，将2.0mg的TiO

步骤3.2：在搅拌下，将步骤3.1所得反应混合物在80℃下在油浴中回流120min，然后在真空下除去溶剂，将固体残余物干燥以获得SnTCPP-TiO

步骤4，利用氮化碳上的氨基与SnTCPP上的羧基反应，将氮化碳与SnTCPP-TiO

步骤4.1：按照摩尔比SnTCPP-TiO

将20mg g-C

步骤4.2：将上述两种超声处理过的分散于混合，并在60℃下搅拌反应6h后，干燥处理，得到SnTCPP/TiO

实施例3

步骤1：将C

步骤1.1：称取重量比为8:1的C

步骤1.2：将步骤1.1所得混合物放置于半闭合的氧化铝坩埚中，加盖放置于马弗炉中以2℃/min的升温速率升至580℃烧制4h后，降温至室温得到淡黄色粉末状固体，干燥并研磨得到g-C

步骤2：以羧基苯甲醛、吡咯和无水氯化锡为原料，制备四羧基苯基锡卟啉SnTCPP，具体为：

步骤2.1：称取2.16g 4-甲酰苯甲酸加入到三颈烧瓶中，并倒入150mL丙酸，油浴加热至135℃，缓慢滴加吡咯1mL和丙酸20mL混合液，控制在60min内滴加完毕，滴加结束后在140℃下回流2h；

步骤2.2：将步骤2.1反应产物冷却至室温，加入50mL乙醇放入冰箱12h结晶，抽滤除去反应液，用丙酸洗涤三次，再用去离子水，丙酮分别洗涤三次干燥回收制得四羧基苯基卟啉TCPP；

步骤2.3：称取步骤2.2所得四羧基苯基卟啉TCPP1.0 g和2.5g六水合二氯化钴SnCl

步骤2.4：将步骤2.3所得产物放入恒温反应干燥箱80℃下干燥，得到黑色固体SnTCPP。

步骤3：用水热法制备两相复合材料SnTCPP-TiO

步骤3.1：将20mg SnTCPP溶于100mL乙醇中，然后，将2.0mg的TiO

步骤3.2：在搅拌下，将步骤3.1所得反应混合物在80℃下在油浴中回流120min，然后在真空下除去溶剂。将固体残余物干燥以获得SnTCPP-TiO

步骤4，利用氮化碳上的氨基与SnTCPP上的羧基反应，将氮化碳与SnTCPP-TiO

步骤4.1：按照摩尔比SnTCPP-TiO

将20mg g-C

步骤4.2：将上述两种超声处理过的分散于混合，并在60℃下搅拌反应6h后，干燥处理，得到SnTCPP/TiO

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。