本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用peg改性g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，媒、石油、天然氣等化石能源被過(guò)度開(kāi)采利用，導(dǎo)致嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題。因此，尋求一種低能耗的環(huán)境污染的控制技術(shù)迫在眉睫。太陽(yáng)能作為一種清潔、廉價(jià)的可再生能源，對(duì)其開(kāi)發(fā)利用具有重要意義。光催化技術(shù)作為一種有效的方法，用其對(duì)環(huán)境污染物進(jìn)行處理已產(chǎn)生較好的效果，采用太陽(yáng)光催化半導(dǎo)體光催化劑控制環(huán)境污染物有望解決社會(huì)面臨的能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題，納米光催化材料應(yīng)用于光催化降解廢水中的有機(jī)污染物已得到較廣泛的證實(shí)。氧化亞銅是繼二氧化鈦后的新一代光催化劑，由于具有較好的光催化性能，在污染治理等方面受到科研工作者的重視，是種極具開(kāi)發(fā)前景的綠色光催化劑。但cu2o在降解污染物時(shí)極易失活，以及光生電子空穴對(duì)的迅速?gòu)?fù)合以致于cu2o的光催化效率有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用peg改性g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的制備方法及其應(yīng)用，所述催化劑具有更強(qiáng)的可見(jiàn)光吸收能力，光催化性能及穩(wěn)定性增強(qiáng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種用peg改性g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的制備方法，所述方法包括如下步驟：

獲得第一溶液，所述第一溶液包括溶解狀態(tài)的cu²⁺以及聚乙二醇peg-400；

在所述第一溶液中加入質(zhì)子化的g-c3n4，攪拌，超聲，獲得懸浮液；

在攪拌狀態(tài)下向所述懸浮液中加入木糖醇，調(diào)節(jié)ph值至10-12，攪拌得混合液；

將所述混合液在高壓反應(yīng)容器中加熱至150-200℃，恒溫反應(yīng)25-35h，獲得反應(yīng)物；

將冷卻后的所述反應(yīng)物固液分離，清洗，真空干燥，獲得固體產(chǎn)物；

將所述固體產(chǎn)物在氣氛保護(hù)下加熱至150-250℃保持恒溫1h-3h，制得g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述復(fù)合催化劑中，所述g-c3n4與cu2o的質(zhì)量比為1:1-1:5。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述固體產(chǎn)物的加熱速率為2-3k/min。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述質(zhì)子化的g-c3n4的制備方法包括：將雙氰胺在升溫速率為1-3k/min的條件下升溫至500-600℃后，煅燒3-5h，冷卻得到粉末，研磨；在研磨后的粉末中加入濃硫酸混合，攪拌，超聲，得到混合物；將所述混合物與水混合攪拌，獲得乳白色懸浮液，將所述乳白色懸浮液離心、洗滌及干燥，得到酸化后的g-c3n4；將所述酸化后的g-c3n4在50-75℃熱回流4-8h，抽濾、洗滌并干燥得質(zhì)子化的g-c3n4。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述攪拌時(shí)間為6-10h，所述超聲時(shí)間為1-3h。

一種g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的應(yīng)用，所述g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑在可見(jiàn)光照射作用下催化處理廢水中的有機(jī)污染物。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述處理包括：

在廢水中加入g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑，攪拌形成混合物；

將所述混合物置于可見(jiàn)光的照射范圍內(nèi)；

可見(jiàn)光協(xié)同g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑降解廢水中有機(jī)污染物。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述廢水中包含蒽醌類(lèi)、醌亞胺類(lèi)、氧雜蒽類(lèi)以及偶氮類(lèi)的有機(jī)污染物中的一種或多種。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述廢水中的有機(jī)污染物選自活性艷藍(lán)、亞甲基藍(lán)、羅丹明b、活性艷紅以及甲基橙。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述廢水中有機(jī)污染物的初始濃度為10-30mg/l。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述混合物中的g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的加入量為0.3-1g/l。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)與窄帶隙的半導(dǎo)體材料之間的耦合來(lái)促進(jìn)cu2o光催化活性，利用溶劑熱法并結(jié)合高溫煅燒法成功的制備了g-c3n4-cu2o復(fù)合光催化劑，所述復(fù)合催化劑g-c3n4和cu2o緊密的生長(zhǎng)在一起，兩相組成共存并且具有緊密的接觸界面，形成了g-c3n4-cu2o面面接觸的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。相比于純相的g-c3n4和cu2o，g-c3n4-cu2o復(fù)合材料具有更強(qiáng)的可見(jiàn)光吸收能力，比表面積更大，結(jié)晶度更好。g-c3n4-cu2o異質(zhì)結(jié)較好的能帶匹配結(jié)構(gòu)從而確保了復(fù)合物的光催化性能，比單相的g-c3n4或者cu2o有較大的提高。

其中，本發(fā)明采用質(zhì)子化的g-c3n4，其具有明顯的分散性，能形成比表面積更大的納米片狀結(jié)構(gòu)，從而更充分的接觸cu2o形成更加緊密的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明在制備方法中添加了peg-400，peg-400不僅對(duì)cu2o的粒子和形貌有較好的穩(wěn)定作用，且具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、具有綠色化學(xué)的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為g-c3n4、cu2o及本發(fā)明實(shí)施例中g(shù)-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的xrd圖。

圖2a-2b為本發(fā)明實(shí)施例1中g(shù)-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的sem圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中g(shù)-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的bet測(cè)試圖。

圖4為在vis、g-c3n4及cu2o的不同組合反應(yīng)體系中甲基橙的降解情況示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中的g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑在可見(jiàn)光下對(duì)甲基橙降解性能的循環(huán)實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明通過(guò)提供一種用peg改性g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的制備方法及其應(yīng)用，解決了現(xiàn)有cu2o光催化劑處理廢水中有機(jī)污染物光催化性能差、循環(huán)性能不穩(wěn)定等的缺陷，本發(fā)明制備的g-c3n4-cu2o復(fù)合光催化劑，具有更強(qiáng)的可見(jiàn)光吸收能力，光催化劑催化性能和穩(wěn)定性增強(qiáng)。

為了解決上述缺陷，本發(fā)明實(shí)施例的主要思路是：

本發(fā)明實(shí)施例用peg改性g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的制備方法，所述方法包括如下步驟：

獲得第一溶液，所述第一溶液包括溶解狀態(tài)的cu²⁺以及peg-400；

在所述第一溶液中加入質(zhì)子化的g-c3n4，攪拌，超聲，獲得懸浮液；

在攪拌狀態(tài)下向所述懸浮液中加入木糖醇，調(diào)節(jié)ph值至10-12，攪拌得混合液；

將所述混合液在高壓反應(yīng)容器中加熱至150-200℃，恒溫反應(yīng)25-35h，獲得反應(yīng)物；

將冷卻后的所述反應(yīng)物固液分離，清洗，真空干燥，獲得固體產(chǎn)物；

將所述固體產(chǎn)物在氣氛保護(hù)下加熱至150-250℃保持恒溫1h-3h，制得g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑。

g-c3n4具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性，能吸收大部分可見(jiàn)光。且g-c3n4的禁帶寬度適中，能通過(guò)良好的能帶匹配與多種半導(dǎo)體材料耦合，而提高光生電子和空穴的分離效率。而p型半導(dǎo)體cu2o和n型半導(dǎo)體g-c3n4兩種半導(dǎo)體結(jié)合可形成p-n異質(zhì)結(jié)。對(duì)于p-n型異質(zhì)結(jié)而言，p型半導(dǎo)體費(fèi)米能級(jí)靠近價(jià)帶，而n型半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)靠近導(dǎo)帶，兩種半導(dǎo)體在結(jié)合中為達(dá)到熱力學(xué)平衡，其費(fèi)米能級(jí)回漸漸靠近，在異質(zhì)結(jié)的兩端會(huì)因光生載流子的運(yùn)動(dòng)而形成內(nèi)電場(chǎng)。內(nèi)電場(chǎng)的存在可促進(jìn)光生電子和空穴的分離，因而異質(zhì)結(jié)光催化劑比單一的半導(dǎo)體催化劑具有更好的光催化性能。不同制備條件和方法可直接影響材料的微觀結(jié)構(gòu)、顆粒尺寸及性能，而影響其應(yīng)用。

本發(fā)明實(shí)施例以溶劑熱法和高溫煅燒法為基礎(chǔ)將g-c3n4生長(zhǎng)到cu2o表面制得了g-c3n4-cu2o復(fù)合光催化劑，具有條件溫和、顆粒均勻、形貌易控制等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例對(duì)合成的光催化劑進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性能的表征，并以甲基橙等為模擬污染物來(lái)評(píng)估了復(fù)合催化劑的光催化降解能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明g-c3n4和cu2o兩相組成共存并且具有緊密的接觸界面，形成了g-c3n4-cu2o面面接觸的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。除此之外g-c3n4-cu2o異質(zhì)結(jié)較好的能帶匹配結(jié)構(gòu)從而確保了復(fù)合物的光催化性能，比單相的g-c3n4或者cu2o有較大的提高，并且具有良好的光化學(xué)穩(wěn)定性。結(jié)合自由基捕獲實(shí)驗(yàn)和分析，提出了g-c3n4-cu2o復(fù)合光催化劑可能的光催化機(jī)理。

本發(fā)明實(shí)施例復(fù)合催化劑催化性能的整體提高歸因于p-n型異質(zhì)結(jié)有效促進(jìn)電荷的分離、抑制電子-空穴復(fù)合以及吸收光波長(zhǎng)范圍的擴(kuò)展，相比于單一材料其具有更高的催化活性和穩(wěn)定性能。

本發(fā)明實(shí)施例g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑在可見(jiàn)光照射作用下可有效地催化處理廢水中的有機(jī)污染物。

本發(fā)明實(shí)施例以甲基橙為例研究了本發(fā)明實(shí)施例催化劑用于催化處理廢水中有機(jī)污染物時(shí)，其對(duì)水環(huán)境中有機(jī)污染物的降解效果，但是并不限制為本發(fā)明實(shí)施例僅對(duì)甲基橙起作用，降解其他污染物也可以達(dá)到類(lèi)似的催化降解的效果。

為了讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉數(shù)實(shí)施例，來(lái)說(shuō)明本發(fā)明所述之g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的制備方法及其應(yīng)用。

實(shí)施例1

原料與試劑

二氰二胺(c2h4n4)、五水合硫酸銅(cuso4·5h2o)、氫氧化鈉(naoh)、鹽酸(hcl)均為分析純(ar)，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；木糖醇(c5h1205)、甲基橙(c14h14n3nao3s)均為分析純(ar)，購(gòu)自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

g-c3n4的制備

采用高溫?zé)峤怆p氰胺的方法制備g-c3n4：稱(chēng)量4g雙氰胺置于帶蓋的剛玉坩堝中，并將坩堝放入馬弗爐內(nèi)，在空氣氣氛下以2k/min的升溫速率程序升溫到550℃，并保溫4h，待產(chǎn)物自然冷卻后將所得的黃色粉末研磨30min，研磨所得初步產(chǎn)物備用?；旌?0ml濃硫酸加入50ml燒瓶中，室溫下攪拌8h，超聲1h，攪拌后的混合物緩緩倒入100ml去離子水中同時(shí)攪拌。獲得的乳白色懸浮液3000r離心10min并用去離子水洗滌。80℃干燥。稱(chēng)取酸化后的g-c3n40.4g倒入裝有200ml燒瓶中，65℃熱回流6h，抽濾洗滌并80℃干燥得g-c3n4。

g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的制備

首先在磁力攪拌下將1.25gcuso4·5h2o加入到35ml去離子水中，再加5mlpeg-400，當(dāng)溶液變?yōu)樯钏{(lán)色時(shí)，繼續(xù)往上述溶液中加入g-c3n4(g-c3n4：cu2o的質(zhì)量比為1：5)，磁力攪拌1h之后再繼續(xù)超聲1h制得均勻的懸浮液，緊接著在磁力攪拌的條件下向上述懸浮液中加入1.5g的木糖醇，之后用1mol/lnaoh溶液調(diào)節(jié)上述懸浮液的ph為12，磁力攪拌1h后，將上述混合液轉(zhuǎn)入到聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜(壓力為0.8mpa)加熱至180℃恒溫反應(yīng)30h后，取出反應(yīng)釜后自然冷卻，將內(nèi)襯中的樣品抽濾分離出來(lái)，用去離子水反復(fù)沖洗三次，于真空干燥箱中60℃干燥8h。最后將所得的樣品在氬氣保護(hù)下以2.3k/min加熱至200℃保持恒溫2h，制得g-c3n4-cu2o異質(zhì)結(jié)。

實(shí)施例2

原料與試劑與實(shí)施例1類(lèi)似，不再贅述。

g-c3n4的制備

采用高溫?zé)峤怆p氰胺的方法制備g-c3n4：稱(chēng)量4g雙氰胺置于帶蓋的剛玉坩堝中，并將坩堝放入馬弗爐內(nèi)，在空氣氣氛下以1k/min的升溫速率程序升溫到500℃，并保溫5h，待產(chǎn)物自然冷卻后將所得的黃色粉末研磨30min，研磨所得初步產(chǎn)物備用?；旌?0ml濃硫酸加入50ml燒瓶中，室溫下攪拌6h，超聲2h，攪拌后的混合物緩緩倒入100ml去離子水中同時(shí)攪拌。獲得的乳白色懸浮液3000r離心10min并用去離子水洗滌。80℃干燥。稱(chēng)取酸化后的g-c3n40.4g倒入裝有200ml燒瓶中，50℃熱回流8h，抽濾洗滌并80℃干燥得g-c3n4。

g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的制備

首先在磁力攪拌下將1.25gcuso4·5h2o加入到35ml去離子水中，再加5mlpeg-400，當(dāng)溶液變?yōu)樯钏{(lán)色時(shí)，繼續(xù)往上述溶液中加入g-c3n4(g-c3n4：cu2o的質(zhì)量比為1：1)，磁力攪拌1h之后再繼續(xù)超聲1h制得均勻的懸浮液，緊接著在磁力攪拌的條件下向上述懸浮液中加入1.5g的木糖醇，之后用1mol/lnaoh溶液調(diào)節(jié)上述懸浮液的ph為10，磁力攪拌1h后，將上述混合液轉(zhuǎn)入到聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜(壓力為0.6mpa)加熱至150℃恒溫反應(yīng)35h后，取出反應(yīng)釜后自然冷卻，將內(nèi)襯中的樣品抽濾分離出來(lái)，用去離子水反復(fù)沖洗三次，于真空干燥箱中60℃干燥8h。最后將所得的樣品在氬氣保護(hù)下以1k/min加熱至150℃保持恒溫3h，制得g-c3n4-cu2o異質(zhì)結(jié)。

實(shí)施例3

原料與試劑與實(shí)施例1類(lèi)似，不再贅述。

g-c3n4的制備

采用高溫?zé)峤怆p氰胺的方法制備g-c3n4：稱(chēng)量4g雙氰胺置于帶蓋的剛玉坩堝中，并將坩堝放入馬弗爐內(nèi)，在空氣氣氛下以3k/min的升溫速率程序升溫到600℃，并保溫3h，待產(chǎn)物自然冷卻后將所得的黃色粉末研磨30min，研磨所得初步產(chǎn)物備用?；旌?0ml濃硫酸加入50ml燒瓶中，室溫下攪拌10h，超聲3h，攪拌后的混合物緩緩倒入100ml去離子水中同時(shí)攪拌。獲得的乳白色懸浮液3000r離心10min并用去離子水洗滌。80℃干燥。稱(chēng)取酸化后的g-c3n40.4g倒入裝有200ml燒瓶中，75℃熱回流4h，抽濾洗滌并80℃干燥得g-c3n4。

g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的制備

首先在磁力攪拌下將1.25gcuso4·5h2o加入到35ml去離子水中，再加5mlpeg-400，當(dāng)溶液變?yōu)樯钏{(lán)色時(shí)，繼續(xù)往上述溶液中加入g-c3n4(g-c3n4：cu2o的質(zhì)量比為3：5)，磁力攪拌1h之后再繼續(xù)超聲1h制得均勻的懸浮液，緊接著在磁力攪拌的條件下向上述懸浮液中加入1.5g的木糖醇，之后用1mol/lnaoh溶液調(diào)節(jié)上述懸浮液的ph為12，磁力攪拌1h后，將上述混合液轉(zhuǎn)入到聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜(壓力為0.5mpa)加熱至200℃恒溫反應(yīng)25h后，取出反應(yīng)釜后自然冷卻，將內(nèi)襯中的樣品抽濾分離出來(lái)，用去離子水反復(fù)沖洗三次，于真空干燥箱中60℃干燥8h。最后將所得的樣品在氬氣保護(hù)下以3k/min加熱至250℃保持恒溫1h，制得g-c3n4-cu2o異質(zhì)結(jié)。

g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的表征

圖1為g-c3n4、cu2o及本發(fā)明實(shí)施例中g(shù)-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的xrd圖。從圖中可見(jiàn)，純相g-c3n4樣品有2個(gè)衍射峰，分別對(duì)應(yīng)于g-c3n4(jcpds87-1526)卡片中的(002)和(100)晶面，其中位中12.86°的衍射峰對(duì)應(yīng)于gc3n4的(100)晶面衍射，是由石墨相氮化碳層內(nèi)基本結(jié)構(gòu)單元均三嗪環(huán)周期性排列而產(chǎn)生的，其衍射強(qiáng)度較弱。位于27.46°的衍射峰對(duì)應(yīng)于具有層狀結(jié)構(gòu)特征的g-c3n4(002)晶面衍射，是由環(huán)狀芳香物的層間堆積形成的，故其衍射強(qiáng)度較強(qiáng)。當(dāng)我們將g-c3n4和cu2o按照不同摻雜量進(jìn)行復(fù)合之后，隨著cu2o摻雜量的不斷增大，g-c3n4的這兩個(gè)特征峰強(qiáng)度在不斷的減弱。在g-c3n4-cu2o復(fù)合樣品中衍射角2θ為:29.582°、36.441°、42.328°、61.406°、73.556°、77.414°六處一系列尖銳而狹窄則對(duì)應(yīng)于cu2o(jcpds78-2076)中的110、111、200、220、311、222晶面，表明cu2o的結(jié)晶性較好。將兩種材料復(fù)合之后，它們的衍射峰在復(fù)合光催化劑中全部出現(xiàn)，說(shuō)明復(fù)合光催化劑確實(shí)是由g-c3n4和cu2o兩相組成的，同時(shí)各相含量比例與其對(duì)應(yīng)衍射峰強(qiáng)度成正比。

圖2a-2b為本發(fā)明實(shí)施例1中g(shù)-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的sem圖。經(jīng)過(guò)本發(fā)明實(shí)施例的peg表面改性后的g-c3n4-cu2o，呈現(xiàn)出明顯的分散性，g-c3n4和cu2o緊密的生長(zhǎng)在一起，形成緊密的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)電子和空穴的有效分離，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化性能。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中g(shù)-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑的bet測(cè)試圖?？梢园l(fā)現(xiàn)相比于未加peg制備的g-c3n4-cu2o(即在本發(fā)明實(shí)施例1方法中不添加peg-400，其它步驟類(lèi)似，而制備得到的原始g-c3n4-cu2o)，實(shí)施例1的g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑比表面積擴(kuò)大了3倍以上，這有可能是與sem圖中所示的實(shí)施例1制備的g-c3n4-cu2o形成高分散性有關(guān)。bet分析結(jié)果如下表1所示：

表1

為了得到本發(fā)明實(shí)施例可見(jiàn)光協(xié)同g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑處理廢水中有機(jī)污染物的效果，對(duì)實(shí)施例所制備的復(fù)合催化劑進(jìn)行如下一系列試驗(yàn)予以證明：

g-c3n4-cu2o的光催化性能的研究

光催化降解實(shí)驗(yàn)采用自制led燈作為光源，套杯外層通過(guò)冷凝水以確保光催化反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行。以濃度為20mg/l、體積為50ml的甲基橙(mo)溶液做目標(biāo)降解物，催化劑的投加量為0.025g。在光催化反應(yīng)之前先黑暗無(wú)光的環(huán)境下吸附攪拌30min，以確保達(dá)到吸附平衡，開(kāi)燈后每隔一定時(shí)間取樣一次，每次取樣1.2ml，反應(yīng)時(shí)間30min。取樣后用0.45μm的水系針筒濾膜過(guò)濾，去除試樣中殘留的少量催化劑，置于加油0.1ml乙醇的離心管，使用紫外可見(jiàn)光譜儀檢測(cè)濾液的吸光度。以污染物的降解率c/c0表征復(fù)合催化劑的光催化性能。

通過(guò)對(duì)不同體系下本發(fā)明實(shí)施例1制備的g-c3n4-cu2o對(duì)mo的降解情況的探討，結(jié)果如圖4所示，我們發(fā)現(xiàn)在不加光催化劑的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，mo幾乎沒(méi)有降解，這表明mo相當(dāng)穩(wěn)定，從而排除了mo自降解過(guò)程發(fā)生的可能。當(dāng)單相的g-c3n4或cu2o加入后，雖然對(duì)mo的降解都有一定的促進(jìn)作用，但是30min對(duì)mo的降解也不到20％，而本發(fā)明實(shí)施例1的g-c3n4-cu2o復(fù)合催化劑加入體系后，對(duì)mo的降解活性有顯著的促進(jìn)作用，在可見(jiàn)光照射下，30min便可降解85％的mo。這些結(jié)果表明g-c3n4-cu2o/vis體系相比于它的單相光催化體系對(duì)mo的降解更加高效，在可見(jiàn)光下的光催化性能好。

g-c3n4-cu2o穩(wěn)定性的研究

在固液反應(yīng)中固體光催化劑的穩(wěn)定性是極其重要的。為了測(cè)試g-c3n4/cu2o的穩(wěn)定性和再循環(huán)能力，每次反應(yīng)后的催化劑被再次收集起來(lái)重新添加到下一次循環(huán)反應(yīng)中。如圖5所示，循環(huán)6次后反應(yīng)30min對(duì)mo的降解率基本不變，催化劑穩(wěn)定性高。

上述本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過(guò)與窄帶隙的半導(dǎo)體材料之間的耦合來(lái)促進(jìn)cu2o光催化活性，利用溶劑熱法并結(jié)合高溫煅燒法成功的制備了g-c3n4-cu2o復(fù)合光催化劑，所述復(fù)合催化劑中立體六角星形cu2o被peg分散成獨(dú)立一個(gè)個(gè)小角，g-c3n4在cu2o表面快速的生長(zhǎng)成面-面復(fù)合結(jié)構(gòu)，兩相組成共存并且具有緊密的接觸界面，形成了g-c3n4-cu2o面面接觸的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。相比于純相的g-c3n4和cu2o，g-c3n4-cu2o復(fù)合材料具有更強(qiáng)的可見(jiàn)光吸收能力，比表面積更大，結(jié)晶度更好。g-c3n4-cu2o異質(zhì)結(jié)較好的能帶匹配結(jié)構(gòu)從而確保了復(fù)合物的光催化性能，比單相的g-c3n4或者cu2o有較大的提高。

其中，本發(fā)明采用質(zhì)子化的g-c3n4，其具有明顯的分散性，能形成比表面積更大的納米片狀結(jié)構(gòu)，從而更充分的接觸cu2o形成更加緊密的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明在制備方法中添加了peg-400，peg-400不僅對(duì)cu2o的粒子和形貌有較好的穩(wěn)定作用，且具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、具有綠色化學(xué)的特點(diǎn)。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。