本發(fā)明涉及光催化劑制備，特別是涉及一種改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻，開發(fā)高效、可持續(xù)的環(huán)境凈化技術(shù)迫在眉睫。光催化技術(shù)因其能利用太陽能驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)，在降解污染物、光解水制氫等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。同時(shí)光催化降解技術(shù)是處理水中有機(jī)污染物的重要技術(shù)之一，并在處理含有低濃度有機(jī)染料污染物廢水方面非常有前景。水凝膠復(fù)合材料作為一種新型材料，在各個(gè)領(lǐng)域都有較好的前景。水凝膠復(fù)合光催化劑結(jié)合了水凝膠的獨(dú)特性能與光催化劑的光催化活性，成為研究熱點(diǎn)。但是現(xiàn)有的水凝膠復(fù)合材料對(duì)有機(jī)染料污染物的降解效果較差，開發(fā)對(duì)有機(jī)染料污染物具有優(yōu)異的降解效果的水凝膠復(fù)合光催化劑十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑(具體為羧甲基纖維素改性pam水凝膠復(fù)合g-c3n5光催化劑)的制備方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明的技術(shù)方案之一：一種改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

4、將丙烯酰胺(pam)、羧甲基纖維素鈉、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺、g-c3n5、水和引發(fā)劑混合，在保溫的條件下進(jìn)行反應(yīng)，得到前驅(qū)體；對(duì)所述前驅(qū)體進(jìn)行煅燒，得到所述改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑。

5、在保溫條件下，引發(fā)劑受熱釋放自由基，引發(fā)單體聚合，得到前驅(qū)體(負(fù)載g-c3n5的羧甲基纖維素鈉改性pam水凝膠，或稱為未煅燒羧甲基纖維素改性pam水凝膠復(fù)合g-c3n5光催化劑)。前驅(qū)體經(jīng)煅燒獲得改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑。pam水凝膠具有較好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，羧甲基纖維素的加入，改善了其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其溶脹率提高(羧甲基纖維素中的羧酸和羥基能顯著增強(qiáng)pam水凝膠網(wǎng)絡(luò)親水性，使其溶脹率提高)，這樣的結(jié)構(gòu)可為g-c3n5提供大量的錨固位點(diǎn)，能將g-c3n5均勻地分散在其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，防止g-c3n5顆粒團(tuán)聚，增加光催化劑的比表面積，為光催化反應(yīng)提供更多活性位點(diǎn)，提高光催化效率；煅燒后的凝膠材料具有高孔隙率和高比表面積的特點(diǎn)，使污染物在光催化劑表面富集，提升對(duì)污染物的吸附能力，提高反應(yīng)幾率，進(jìn)一步促進(jìn)光催化反應(yīng)的進(jìn)行。另外，本發(fā)明的改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑還有利于光生載流子(電子-空穴對(duì))的分離與傳輸，減少其復(fù)合幾率，從而增強(qiáng)光催化活性，提高光催化反應(yīng)效率。

6、進(jìn)一步地，所述g-c3n5的質(zhì)量為所述丙烯酰胺、羧甲基纖維素鈉、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺、引發(fā)劑和水質(zhì)量之和的0.3-1.8％。

7、進(jìn)一步地，以丙烯酰胺、羧甲基纖維素鈉、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺、引發(fā)劑和水的質(zhì)量之和為100％計(jì)，其中，丙烯酰胺、羧甲基纖維素鈉、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺、引發(fā)劑和水的質(zhì)量百分含量分別為5.740-10.860％、0.700-2.060％、0.005-0.037％、0.110-0.280％和86.763-93.165％。

8、進(jìn)一步地，所述引發(fā)劑為過硫酸銨。

9、進(jìn)一步地，所述保溫的溫度為40-60℃，所述反應(yīng)的時(shí)間為3.5-5.5h。

10、進(jìn)一步地，所述煅燒的溫度為340-420℃，時(shí)間為1-4h。

11、進(jìn)一步地，所述將丙烯酰胺、羧甲基纖維素鈉、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺、g-c3n5、水和引發(fā)劑混合，在保溫的條件下進(jìn)行反應(yīng)，得到前驅(qū)體包括：將丙烯酰胺、羧甲基纖維素鈉、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺、g-c3n5和水混合，攪拌均勻后通入氮?dú)膺M(jìn)行排氧，然后在密封條件下預(yù)熱，預(yù)熱至保溫溫度后加入引發(fā)劑，并在保溫溫度下進(jìn)行反應(yīng)，得到前驅(qū)體。

12、進(jìn)一步地，所述排氧的時(shí)間為30min。

13、進(jìn)一步地，所述在保溫溫度下進(jìn)行反應(yīng)在密封條件下進(jìn)行。

14、本發(fā)明的技術(shù)方案之二：如上述制備方法制備得到的改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑。

15、本發(fā)明的技術(shù)方案之三：上述改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑在光催化降解有機(jī)染料中的應(yīng)用。

16、進(jìn)一步地，所述有機(jī)染料為亞甲基藍(lán)。

17、進(jìn)一步地，所述光催化降解有機(jī)染料的步驟包括：

18、將所述改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑加入到含有機(jī)染料的廢水中，在光照條件下進(jìn)行降解反應(yīng)。

19、本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

20、本發(fā)明提供了一種改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑(即羧甲基纖維素改性pam水凝膠復(fù)合g-c3n5光催化劑)的制備方法。通過本發(fā)明的方法制得的改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑在可見光下用于降解水體中的亞甲基藍(lán)，具有良好的降解性能，降解率可達(dá)91.7％。

21、本發(fā)明的改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑便于分離與回收，進(jìn)行光催化降解反應(yīng)后分離的復(fù)合光催化劑經(jīng)簡(jiǎn)單清洗和活化處理，可多次重復(fù)使用，且光催化活性損失較小，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

技術(shù)特征：

1.一種改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述g-c3n5的質(zhì)量為所述丙烯酰胺、羧甲基纖維素鈉、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺、引發(fā)劑和水質(zhì)量之和的0.3-1.8％。

3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，以丙烯酰胺、羧甲基纖維素鈉、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺、引發(fā)劑和水的質(zhì)量之和為100％計(jì)，其中，丙烯酰胺、羧甲基纖維素鈉、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺、引發(fā)劑和水的質(zhì)量百分含量分別為5.740-10.860％、0.700-2.060％、0.005-0.037％、0.110-0.280％和86.763-93.165％。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過硫酸銨。

5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述保溫的溫度為40-60℃，所述反應(yīng)的時(shí)間為3.5-5.5h。

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒的溫度為340-420℃，時(shí)間為1-4h。

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述將丙烯酰胺、羧甲基纖維素鈉、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺、g-c3n5、水和引發(fā)劑混合，在保溫的條件下進(jìn)行反應(yīng)，得到前驅(qū)體包括：將丙烯酰胺、羧甲基纖維素鈉、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺、g-c3n5和水混合，攪拌均勻后通入氮?dú)膺M(jìn)行排氧，然后在密封條件下預(yù)熱，預(yù)熱至保溫溫度后加入引發(fā)劑，并在保溫溫度下進(jìn)行反應(yīng)，得到前驅(qū)體。

8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑。

9.如權(quán)利要求8所述的改性pam水凝膠復(fù)合光催化劑在光催化降解有機(jī)染料中的應(yīng)用。

10.如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述光催化降解有機(jī)染料的步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種改性PAM水凝膠復(fù)合光催化劑的制備方法，屬于光催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。所述制備方法包括以下步驟：將丙烯酰胺、羧甲基纖維素鈉、N,N'?亞甲基雙丙烯酰胺、g?C<subgt;3</subgt;N<subgt;5</subgt;、水和引發(fā)劑混合，在保溫的條件下進(jìn)行反應(yīng)，得到前驅(qū)體；對(duì)所述前驅(qū)體進(jìn)行煅燒，得到所述改性PAM水凝膠復(fù)合光催化劑。本發(fā)明制得的改性PAM水凝膠復(fù)合光催化劑在可見光下用于降解水體中的亞甲基藍(lán)，具有良好的降解性能，降解率可達(dá)91.7％。

技術(shù)研發(fā)人員：盧亞玲,歐明,穆金城,顏菀旻,馬旭東,郭智杰,陳鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：塔里木大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8