本發(fā)明涉及功能材料制備，具體是一種改性碳基負(fù)載有機(jī)光伏材料除含氟污染物的光催化劑制備方法。
背景技術(shù)：
1、含氟污染物(包括全氟辛酸、全氟辛烷磺?；衔锏?是一種由人工合成的全氟化合物，被廣泛用于半導(dǎo)體、化工、食品包裝等領(lǐng)域。由于含氟污染物多領(lǐng)域、大范圍的應(yīng)用，全球多個國家的重點(diǎn)流域和飲用水中均檢測到含氟污染物的存在。居民骨骼氟中毒、癌癥、不孕不育的發(fā)病率愈來愈高，這與有機(jī)氟化物的過量攝入存在很大的聯(lián)系。含氟污染物的化學(xué)結(jié)構(gòu)極為穩(wěn)定，在高溫、強(qiáng)光、生物酶等作用下不易被降解，被認(rèn)為是永久性化學(xué)物，含氟污染物的全球污染治理迫在眉睫。
2、目前降解廢水中含氟污染物的方法主要有電化學(xué)法、膜分離法、微生物法、吸附法。這些方法均存在一些技術(shù)難題：電化學(xué)法在降解過程中能耗太大、電極材料損耗高、處理成本高；膜分離法效率低、成本高、膜易受污染；微生物法作用時(shí)間長，易受溫度、營養(yǎng)成分、離子濃度等因素影響；吸附光解法被認(rèn)為是處理含氟污染物最直接有效的技術(shù)，但吸附法目前常用的吸附劑鐵基復(fù)合材料、膨潤土、改性tio2存在如下需克服的技術(shù)難題：(1)鐵基復(fù)合材料和膨潤土在酸性環(huán)境下易腐蝕，其含氟污染物吸附效率與投入量成正比，大量投入會造成二次污染且不易回收；(2)改性tio2屬于無機(jī)光催化劑，相比于有機(jī)催化劑其吸收光譜窄、帶隙寬、激子產(chǎn)生和分離效率慢、易在水中發(fā)生團(tuán)聚，造成含氟污染物吸附效率低，而且使用過量會伴隨二次污染并不易回收。
3、因此，急需研發(fā)一種能有效去除含氟污染物，且可重復(fù)利用、環(huán)保的光催化劑制備方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種改性碳基負(fù)載有機(jī)光伏材料除含氟污染物的光催化劑制備方法，該方法得到的光催化劑能夠?qū)崿F(xiàn)含氟污染物(全氟辛酸、全氟辛烷磺酰基化合物等)的高效去除，且可重復(fù)利用，為含氟污染物的去除提供了一種真正的綠色、環(huán)保、無污染的處理方法。
2、本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：
3、本發(fā)明一種改性碳基負(fù)載有機(jī)光伏材料除含氟污染物的光催化劑制備方法，包括以下操作步驟：
4、a、將碳材粉碎至6000-8000目，得碳粉；
5、b、將步驟a的碳粉與去離子水按以下重量配比混合得到混合溶液a：碳粉10g、去離子水100ml；
6、c、將混合溶液a置于在冰浴環(huán)境中，再逐滴加入濃酸/富含氨基材料，經(jīng)機(jī)械攪拌均勻，得到混合溶液b；所述濃酸/富含氨基材料的加入量為混合溶液a重量的8～15％，所述濃酸/富含氨基材料為濃硝酸、濃硫酸、濃鹽酸或聚乙烯亞胺；
7、d、將混合溶液b放入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，用烘箱加熱24h；
8、e、將步驟d反應(yīng)后的溶液經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到改性碳基材料；
9、f、將有機(jī)光伏材料與氯仿按以下重量配比混合得到有機(jī)光催化劑混合溶液：有機(jī)光伏材料0.01～0.02g：氯仿10～20ml；所述有機(jī)光伏材料為ptq10:y6、ptq10:py-it、ptq10:xs6、ptq10:meic或ptq10:y6:py-it；
10、g、將步驟f得到的有機(jī)光催化劑混合溶液均勻涂覆于改性碳基材料上，所述有機(jī)光催化劑混合溶液與改性碳基材料的用量按重量比為1:5000～10000，經(jīng)60℃干燥24h后得到改性碳基負(fù)載有機(jī)光伏材料除含氟污染物的光催化劑。
11、本發(fā)明所述步驟a中，所述粉碎時(shí)將碳材放入行星球磨機(jī)中粉碎，碳材粉碎時(shí)間為10～12h。
12、本發(fā)明所述步驟c中，所述冰浴環(huán)境的水溫為2～10℃；所述機(jī)械攪拌的速率為500～800r/min，攪拌時(shí)間為30min。
13、本發(fā)明所述步驟d中，所述混合溶液b的體積占反應(yīng)釜的1/3；所述烘箱加熱的溫度為80℃。
14、本發(fā)明所述步驟e中，所述過濾是采用0.1～1μm口徑濾紙對碳基材料進(jìn)行收集；所述洗滌是采用去離子水對收集的碳基材料沖洗3～5次；所述干燥是在溫度為60℃的烘箱干燥24h。
15、本發(fā)明所述步驟f中，所述ptq10:y6、ptq10:py-it、ptq10:xs6、ptq10:meic均按重量比為1:1混合而成，所述ptq10:y6:py-it按重量比為1:1:1混合而成。
16、本發(fā)明方法具有如下有益效果：
17、(1)本發(fā)明方法得到的光催化劑能夠?qū)崿F(xiàn)改性碳基材料對含氟污染物(全氟辛酸、全氟辛烷磺酰基化合物等)的有效去除，去除效果非常好，去除率可達(dá)100％，且可重復(fù)利用。
18、(2)相比無機(jī)催化劑，本發(fā)明方法得到的光催化劑在廢水凈化方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，具有快速有效的激子解離、可調(diào)能級、寬吸收光譜和優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，使其在水中可產(chǎn)生大量具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基和空穴，可徹底將含氟污染物(全氟辛酸、全氟辛烷磺酰基化合物等)快速氧化去除。
19、(3)本發(fā)明采用的基體碳材具有親水性、綠色、孔隙率高、比表面積大等諸多優(yōu)良性能，并且將有機(jī)光伏材料負(fù)載在基體材料上可重復(fù)利用，可降解，實(shí)現(xiàn)了真正的綠色友好，環(huán)境無污染。
1.一種改性碳基負(fù)載有機(jī)光伏材料除含氟污染物的光催化劑制備方法，其特征在于，該方法包括以下操作步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述改性碳基負(fù)載有機(jī)光伏材料除含氟污染物的光催化劑制備方法，其特征在于，所述步驟a中，粉碎時(shí)將碳材放入行星球磨機(jī)中粉碎，碳材粉碎時(shí)間為10～12h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述改性碳基負(fù)載有機(jī)光伏材料除含氟污染物的光催化劑制備方法，其特征在于，步驟c中，所述冰浴環(huán)境的水溫為2～10℃；所述機(jī)械攪拌的速率為500～800r/min，攪拌時(shí)間為30min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述改性碳基負(fù)載有機(jī)光伏材料除含氟污染物的光催化劑制備方法，其特征在于，所述步驟d中，混合溶液b的體積占反應(yīng)釜的1/3，烘箱加熱的溫度為80℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述改性碳基負(fù)載有機(jī)光伏材料除含氟污染物的光催化劑制備方法，其特征在于，所述步驟e中，過濾是采用0.1～1μm口徑濾紙對碳基材料進(jìn)行收集；洗滌是采用去離子水對收集的碳基材料沖洗3～5次；干燥是在溫度為60℃的烘箱干燥24h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述改性碳基負(fù)載有機(jī)光伏材料除含氟污染物的光催化劑制備方法，其特征在于，步驟f中，所述ptq10:y6、ptq10:py-it、ptq10:xs6、ptq10:meic均按重量比為1:1混合而成，所述ptq10:y6:py-it按重量比為1:1:1混合而成。