[發(fā)明專利]一種石墨烯/Ta3N5復(fù)合光催化劑的制備方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410312816.8 | 申請日： | 2014-07-02 |
| 公開（公告）號： | CN104043471A | 公開（公告）日： | 2014-09-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張麗莎;李世杰;柳建設(shè);張俊磊;黃菲;王煥麗;趙慧慧 | 申請（專利權(quán)）人： | 東華大學(xué) |
| 主分類號： | B01J27/24 | 分類號： | B01J27/24 |
| 代理公司： | 上海申匯專利代理有限公司 31001 | 代理人： | 翁若瑩 |
| 地址： | 201620 上*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 石墨 ta sub 復(fù)合 光催化劑 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體光催化材料的制備方法，具體涉及一種石墨烯/Ta3N5復(fù)合光催化劑的制備方法。
背景技術(shù)
隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，環(huán)境污染已成為當今社會面臨的重要難題之一，嚴重制約了人類的可持續(xù)發(fā)展。因此，凈化和修復(fù)環(huán)境是當務(wù)之急，科學(xué)家們開發(fā)了多種技術(shù)來解決環(huán)境污染問題，但所取得效果并不理想。其中，光催化技術(shù)由于其成本低、無毒、降解徹底、可循環(huán)利用等優(yōu)點得到了廣泛研究，有望成為未來有效解決環(huán)境和能源問題的重要途徑。目前需要解決的難題是開發(fā)具有催化活性高、穩(wěn)定性好且可循環(huán)利用的光催化劑。
近些年，石墨烯(G)作為碳材料中一顆新星，受到了科研工作者的極大關(guān)注。石墨烯是由碳原子按正六邊形緊密排列成單層蜂窩狀的二維結(jié)構(gòu)。它可通過翹曲形成零維的富勒烯，卷曲形成一維的碳納米管或者堆垛形成三維的石墨；因此石墨烯又被稱作是石墨材料的基本單元。這種特殊的結(jié)構(gòu)賦予了石墨烯優(yōu)異的性能，例如大的理論比表面積(2630m2/g)，以及常溫下高的電子遷移速率(200000cm2/V·s)。這些特性促使石墨烯成為半導(dǎo)體光催化材料的理想襯底。石墨烯基納米光催化劑的研究取得了飛速發(fā)展。目前，以石墨烯為襯底的納米光催化劑主要包括：(1)金屬氧化物如TiO2、ZnO、Cu2O、SnO2和MnO2，(2)金屬硫化物如ZnS和CdS，(3)其它材料如Bi2WO6、BiVO4、Bi2MoO6。
在眾多的半導(dǎo)體光催化劑中，Ta3N5是具有較寬的可見光吸收光譜的可見光光催化劑(帶隙為2.1eV)。目前，科研工作者已經(jīng)開發(fā)出多種納米尺寸的Ta3N5光催化劑，如最近有報道通過水解TaCl5制備Ta2O5納米顆粒，然后進行氮化處理得到具有較高光催化活性的Ta3N5納米顆粒(Q.H.Zhang，et.al，Langmuir2004，20，9821.)。另外，Gao等以丙烯酰胺改性的聚苯乙烯小球為模板制備出多孔的Ta3N5空心球(R.Gao，et.al，J.Mater.Chem.2011，21，17087.)，在可見光照射下，Ta3N5空心球光催化劑對染料亞甲基藍(MB)的降解效率明顯高于Ta3N5顆粒。然而，上述制備的Ta3N5光催化劑皆受到光生電子和空穴對的快速復(fù)合影響，進而嚴重制約了其光催化活性。因此，有效的抑制Ta3N5光生電子和空穴對的快速復(fù)合成為提高其光催化活性的重要途徑之一。
制備石墨烯(G或RGO)與Ta3N5納米纖維復(fù)合光催化劑的研究尚未有研究報道。石墨烯可以促進光生電子和空穴的分離。另外，納米纖維與納米顆粒相比，一維的Ta3N5納米纖維具有優(yōu)良的電子傳到能力，大的比表面積，且在石墨烯襯底上均勻分布，不易發(fā)生納米顆粒團聚嚴重的現(xiàn)象，有利于光催化性能的提高及催化劑的回收。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種可見光響應(yīng)的石墨烯/Ta3N5復(fù)合光催化劑的制備，可以顯著提高Ta3N5光催化材料的光催化活性和回收性，同時可以簡單，快速，大規(guī)模制備該材料而滿足實際應(yīng)用。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種石墨烯/Ta3N5復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，具體步驟為：
步驟1)：溶膠-凝膠法制備紡絲液：將無水乙醇和乙酸以體積比為3～4∶1的比例混合，然后加入質(zhì)量濃度為5～10wt％的PVP和10wt％的鉭源混合攪拌1～12h，得到透明溶膠；
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