一种C3N4/CDs/分子筛复合材料的制备方法、应用

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种c3n4/cds/分子筛复合材料的制备方法、应用。

背景技术：

1、目前，水污染问题日益严重。水中污染物如染料、重金属、药物等，它们具有很强的稳定性，难以降解，同时还有生物积累性。这些问题对我国生态环境、食品安全和经济可持续发展构成严重威胁。为了改变这一现状，需要对染料废水进行有效处理。近些年来研究者们提出了一系列各种各样的方法，其中由于吸附法具有操作简单、成本低廉、高效的特点，广泛应用于废水处理领域。

2、分子筛是一类具有规则孔道结构的多微孔晶体。离子交换改变分子筛表面阳离子的分布，就可得到不同孔径大小的分子筛，钠-a型分子筛是由硅氧和铝氧四面体组成的三维骨架状结构化合物，属立方晶系，具有较高的离子交换容量。硅氧四面体和铝氧四面体通过氧桥相互联接，形成多元环，各种不同形式的多元环又通过氧桥相互连接，形成具有三维结构的空腔。有较好的物理强度(球状3mm～5mm的抗压碎力≥100.0n/颗)。由于较好的稳定性和较大的比表面积，分子筛常用作吸附剂和载体。碳纳米点(cds)是一种有较好应用前景的纳米材料，它具有极小的尺寸(小于10nm)表面有较多含氧官能团等优点；在药物输送、生物标记和光电器件等方面有着巨大潜力。氮化碳(c3n4)是一种新型二维类石墨层状材料，具有优异的热稳定性、化学稳定性和光学性质等特点，常用于光催化领域。它可提供丰富的结合位点，通常与其他材料进行复合处理得到新型材料。

3、将碳纳米点和氮化碳掺杂于分子筛中，可以有效提升其吸附能力。可由于碳纳米点良好的水溶性，无法通过常规方法制得，目前未发现研究学者用该方法将此三种材料复合并应用于染料废水处理。

技术实现思路

1、本发明提供了一种c3n4/cds/分子筛复合材料的制备方法，制备简单、成本低廉，制备的复合材料结构稳定，吸附性能好。

2、本发明解决上述技术问题的方案如下：一种c3n4/cds/分子筛复合材料的制备方法，包括以下步骤：

3、1)取氮化碳前驱体和碳点前驱体，加入去离子水中，得到前驱体溶液，再加入研磨后的分子筛，进行搅拌，得到分散液；

4、2)将搅拌后的分散液进行过滤，取滤渣放入坩埚内置于马弗炉中加热，并保温一段时间，自然冷却到室温，得到c3n4/cds/分子筛复合材料。

5、优选的，所述步骤1)，氮化碳前驱体为尿素、二氰二胺中的一种或二种的混合物；碳点前驱体为柠檬酸、乙二胺的一种或二种的混合物。

6、优选的，所述步骤1)，氮化碳前驱体为尿素；碳点前驱体为柠檬酸混合物。

7、优选的，所述步骤1)，前驱体溶液中，氮化碳前驱体的浓度为0.02-1g/ml；碳点前驱体的浓度为0.002-0.03g/ml。

8、优选的，所述步骤1)，前驱体溶液中，氮化碳前驱体的浓度为1g/ml；碳点前驱体的浓度为0.03g/ml。

9、优选的，所述步骤1)，分散液中，分子筛的浓度为0.01-0.06g/ml。优选的，所述步骤1)，分散液中，分子筛的浓度为0.04g/ml。分子筛可采用钠-a型分子筛、13x分子筛、zsm-5分子筛、5a分子筛。

10、优选的，所述步骤1)，搅拌速度为100-500r/min，搅拌时间为0.5-3h。进一步优选，所述步骤1)，搅拌速度为100r/min，搅拌时间为2h。

11、优选的，所述步骤2)，加热温度为550℃，保温时间为2h，升温速率为1-10℃/min

12、优选的，所述步骤2)，所述c3n4/cds/分子筛复合材料中，c3n4含量为1-4wt％，cds含量为20-30wt％。

13、如上所述方法制得的c3n4/cds/分子筛复合材料在制备吸附剂中的应用。

14、本发明的有益效果是：本发明提供的c3n4/cds/分子筛复合材料的制备方法简单，原料低廉易得。c3n4/cds/分子筛复合材料相比单一c3n4或cds单掺杂分子筛材料，经碳点掺杂后的氮化碳材料比表面积增大，具有更好的吸附性能。

15、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

技术特征：

1.一种c3n4/cds/分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种c3n4/cds/分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)，氮化碳前驱体为尿素、二氰二胺中的一种或二种的混合物；碳点前驱体为柠檬酸、乙二胺的一种或二种的混合物。

3.根据权利要求2所述一种c3n4/cds/分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)，氮化碳前驱体为尿素；碳点前驱体为柠檬酸。

4.根据权利要求1所述一种c3n4/cds/分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)，前驱体溶液中，氮化碳前驱体的浓度为0.02-1g/ml；碳点前驱体的浓度为0.002-0.03g/ml。

5.根据权利要求4所述一种c3n4/cds/分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)前驱体溶液中，氮化碳前驱体的浓度为1g/ml；碳点前驱体的浓度为0.03g/ml。

6.根据权利要求1所述一种c3n4/cds/分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)，分散液中，分子筛的浓度为0.01-0.06g/ml。

7.根据权利要求1所述一种c3n4/cds/分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)，搅拌速度为100-500r/min，搅拌时间为0.5-3h。

8.根据权利要求1所述一种c3n4/cds/分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)，加热温度为550℃，保温时间为2h，升温速率为1-10℃/min。

9.根据权利要求1所述一种c3n4/cds/分子筛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)，c3n4/cds/分子筛复合材料中，c3n4含量为1-4wt％，cds含量为20-30wt％。

10.如权利要求1-9任一所述方法制得的c3n4/cds/分子筛复合材料在制备吸附剂中的应用。

技术总结
本发明涉及一种C3N4/CDs/分子筛复合材料的制备方法、应用，其制备步骤包括：取氮化碳前驱体和碳点前驱体溶于去离子水中，得到前驱体溶液，再加入研磨后的分子筛，进行搅拌，得到分散液；将搅拌后的分散液进行过滤，取滤渣放入坩埚内置于马弗炉中加热，并保温一段时间，自然冷却到室温，得到C3N4/CDs/分子筛复合材料。本发明提供的方法简单、成本低廉，得到的复合材料具有相当优异的吸附性能。

技术研发人员：杨淼,贾伯涵,夏涛
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5