本发明公开了一种用于抗生素污染降解的三元复合光催化剂及制备方法,属于光催化技术和环境污染治理领域。本发明首先将多巴胺复合到g C3N4上,然后原位还原负载了Cu,制备得到g C3N4/PDA/Cu三元复合光催化剂。本发明利用表面聚多巴胺修饰和Cu金属沉积的协同作用,增强了对可见光的吸收,加快了光生电荷的分离和转移,从而显著提高光催化性能。该方法工艺简单高效、操作安全,制备的三元复合光催化剂催化活性高,可用于降解水中的抗生素污染。

(1)g-C3N4/PDA二元复合光催化剂的制备：在Tris-HCl缓冲液中加入g-C3N4并超声分散得到分散液，再加入多巴胺，搅拌反应2～5h，固液分离、洗涤、干燥，制备得到g-C3N4/PDA二元复合光催化剂；

(2)g-C3N4/PDA/Cu三元复合光催化剂的制备：将步骤(2)制备得到的g-C3N4/PDA二元复合光催化剂分散至NaBH4/NaOH溶液中，之后加入Cu(NO3)2，在冰水浴条件下搅拌反应1～3h，固液分离、洗涤、干燥，即可制备得到g-C3N4/PDA/Cu三元复合光催化剂。

在本发明的一种实施方式中，所述g-C3N4可通过现有常规的方法制备得到。

在本发明的一种实施方式，优选的，g-C3N4通过以下方法制备：将三聚氰胺在管式炉中煅烧，升温速率为2～5℃/min，500～550℃反应4～5h，自然冷却、研磨即为所制备的g-C3N4。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中，所述Tris-HCl缓冲液的pH为8.5。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中，所述Tris-HCl和g-C3N4的体积质量比为(50～100)mL:1g。

人或动物往往不能将服用的抗生素完全吸收，导致大量的抗生素以代谢物甚至原态排入环境中造成的污染，称之为抗生素污染。中国科学院曾公布“中国河流抗生素污染地图”，平均浓度为303纳克/升，从北到南主要河川都陷入抗生素污染的泥沼。不止中国，全球的水环境中抗生素污染状况也不容乐观。可见抗生素已经普遍存在全球水环境中，成为全人类正面临的水污染难题之一。如何高效地去除水中的抗生素一直是困扰人类的问题。光催化技术可以利用太阳能产生具有高反应活性的自由基和空穴来降解矿化环境中各类污染物的新兴技术。光催化技术具有操作简单、反应条件温和、反应速度较快、能够完全降解矿化污染物等优点。因此，光催化技术在处理抗生素污染具有广阔的应用前景。

近年来，类石墨相氮化碳作为一种新型高效光催化剂，其原料价格便宜、性质稳定、对人体无毒并且易于改性，因此成为光催化领域重点研究方向。但纯g-C3N4也存在一些不足之处，如比表面积较小、对可见光响应的范围较窄、光生电子-空穴易复合等，严重制约了g-C3N4的广泛应用。构筑异质结构是有效分离电子-空穴的方法，将g-C3N4与其他物质复合形成异质结构，可实现对氮化碳光吸收性能以及电荷分离效率的提升，从而进一步提高g-C3N4的光催化性能。常用来与g-C3N4形成异质结构的有金属氧化物、金属硫化物、贵金属等。然而贵金属价格相对较高，不利于实际应用。采用过渡金属来代替贵金属，同时引入具有共轭结构的聚多巴胺(PDA)来有效连接金属与g-C3N4，构筑g-C3N4/PDA/Cu三元复合光催化体系，对提高g-C3N4的光催化性能具有重要研究意义。

江南大学是教育部直属、国家“211工程”重点建设高校和“双一流”建设高校。学校具有悠久的办学历史、厚重的文化积淀，源起1902年创建的三江师范学堂，历经国立中央大学、南京大学等发展时期；1958年南京工学院食品工业系整建制东迁无锡独立建校，成立无锡轻工业学院；1962年无锡纺织工学院并入无锡轻工业学院；1995年更名为无锡轻工大学；2001年无锡轻工大学、江南学院、无锡教育学院合并组建江南大学；2003年东华大学无锡校区并入江南大学。

(1)本发明采用三步法制备g-C3N4/PDA/Cu三元复合光催化剂，工艺简单，易操作。

(2)本发明合成的g-C3N4/PDA/Cu三元复合光催化剂，在表面聚多巴胺修饰和金属沉积的协同作用下，增强了对可见光的吸收，加快了光生电荷的分离和转移，从而具有高效的光催化活性，可用于降解水中的抗生素污染。

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