本发明属于功能复合材料,尤其涉及一种氮化碳/氧化铁复合材料及其制备方法和应用。
背景技术:
1、随着人类生产生活的发展,地球的生态环境变得越来越差,特别是我国的大部分水体都受到不同程度的污染,尤其是重金属离子的污染。因此,对于重金属离子的治理已经成为人类急需解决的环境问题之一。废水中重金属离子的常见处理方法一大类是使废水中的重金属转变为不溶或者难溶的金属化合物,通过过滤或者沉淀将其从废水中除去;另一类是在不改变重金属化学形态的情况下进行浓缩分离,例如膜分离法、离子交换法、蒸发浓缩法等;还有一类是利用氧化还原反应的预氧化吸附法和光催化氧化吸附法。
2、对于废水中的砷以as(iii)与as(v)两种价态存在。与as(v)相比,以中性或不带电荷的亚砷酸形式存在的as(iii)更难除去。氧化铁对于砷有着较好的吸附能力,特别是对于as(v)具有很强的亲和性。然而,含氧化铁的吸附剂在可见光下不具有活性。因此,开发既具有可见光催化又具有良好吸附能力的除砷吸附材料是目前研究中重难点之一。
技术实现思路
1、针对以上现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种氮化碳/氧化铁复合材料及其制备方法和应用,解决现有材料对废水中的砷去除能力不足的问题。
2、为实现上述目的,本发明通过如下技术方案实现:
3、一种氮化碳/氧化铁复合材料的制备方法,包括以下步骤:
4、s1.将含氮碳的前驱体与氯化钠混合后进行煅烧,得到氮化碳;
5、s2.将氮化碳与铁盐、甲基橙混合后进行搅拌反应,得到混合料;
6、s3.煅烧混合料,得到氮化碳/氧化铁复合材料。
7、优选的,步骤s1中,含氮碳的前驱体为尿素、三聚氰胺、双氰胺、单氰胺中的一种或多种。
8、优选的,步骤s1中,含氮碳的前驱体与氯化钠的质量比例为1:30-50。
9、优选的,步骤s1中,煅烧的温度为550-600℃,煅烧时间为3-5h。
10、优选的,步骤s2中,氮化碳、铁盐与甲基橙的质量比例为10-30:3-5:1。
11、优选的,步骤s2中,搅拌反应的温度为50-60℃,搅拌时间为6-12h。
12、优选的,步骤s2中,铁盐为氯化铁和/或硝酸铁。
13、优选的,步骤s3中,煅烧的温度为600-650℃,煅烧时间为6-8h。
14、本发明还提供一种由上述方法制备得到的氮化碳/氧化铁复合材料。
15、本发明还提供一种由上述方法制备得到的氮化碳/氧化铁复合材料在去除废水中砷的应用。
16、本发明的有益效果是:
17、1)本发明利用氯化钠制备的氮化碳具有较高的比表面积,能有效吸附甲基橙,而且甲基橙与铁离子之间的螯合作用,使得氮化碳有效吸附铁离子,最终得到氮化碳/氧化铁复合材料。
18、2)本发明双组分的氮化碳/氧化铁复合材料具有异质结特性,可以在光催化氧化的同时进行吸附,从而有效除去溶液中的砷。
19、3)本发明复合材料的原料价格低廉,制备过程简便。
1.一种氮化碳/氧化铁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所述的氮化碳/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述含氮碳的前驱体为尿素、三聚氰胺、双氰胺、单氰胺中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的氮化碳/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述含氮碳的前驱体与氯化钠的质量比例为1:30-50。
4.根据权利要求1所述的氮化碳/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述煅烧的温度为550-600℃,煅烧时间为3-5h。
5.根据权利要求1所述的氮化碳/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述氮化碳、铁盐与甲基橙的质量比例为10-30:3-5:1。
6.根据权利要求1所述的氮化碳/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述搅拌反应的温度为50-60℃,搅拌时间为6-12h。
7.根据权利要求1所述的氮化碳/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述铁盐为氯化铁和/或硝酸铁。
8.根据权利要求1所述的氮化碳/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于,步骤s3中,所述煅烧的温度为600-650℃,煅烧时间为6-8h。
9.根据权利要求1~8任一项所述的方法制备得到的氮化碳/氧化铁复合材料。
10.根据权利要求1~8任一项所述的方法制备得到的氮化碳/氧化铁复合材料的应用,其特征在于,用于去除废水中的砷。