[發明專利]一種g?C3N4納米片的制備方法

在審

• 申請號: 201710090818.0
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106732739A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 徐光青;范程控;苗繼琳;呂珺;劉家琴;吳玉程
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/02
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 沈尚林

技術領域

本發明涉及納米材料、光催化技術領域，具體是涉及一種g-C3N4納米片的制備方法。

背景技術

具有石墨相結構的g-C₃N₄因為制備方法簡單、原料易得、成本低廉以及良好的催化特性而備受關注。已有的實驗證實，g-C₃N₄在有機污染物降解、光解水和光催化CO₂還原方面具有良好的效果，尤其在可見光催化領域內具有良好的應用前景。

傳統制備g-C₃N₄的方法為熱解有機物法，即通過有機物前驅體自身的縮聚過程制備g-C₃N₄，制備過程簡單，其前驅體有機物包括三聚氰胺(C₃N₆H₃)、雙氰胺和尿素。但是采用直接材料熱解有機物法制備的g-C₃N₄粉體團聚現象比較嚴重，縮聚過程中形成微米級的團聚顆粒，比表面積低，從而嚴重影響到其光催化活性。

為了獲得精細的g-C₃N₄納米結構，研究人員進行了大量的研究工作，比較多的是對直接煅燒的g-C₃N₄粗粉進行后處理，包括不同溶劑中的超聲剝片、不同酸溶液中的質子化處理以及二次煅燒等。Yi Xie等采用水分散液中的超聲震蕩近20h進行g-C₃N₄的液相超聲剝離(Xiaodong Zhang,Xiao Xie,Hui Wang,JiajiaZhang,Bicai Pan,and Yi Xie,Enhanced Photoresponsive Ultrathin Graphitic-Phase C₃N₄Nanosheets for Bioimaging,Journal of the American Chemical Society,2013,135,18-21)，獲得超細的g-C₃N₄納米結構，其光催化性能明顯高于未經超聲剝離的g-C₃N₄。但該法超聲時間長、產率低，只有很少一部分粉體能夠被剝離至超細的納米結構。因此，高效獲得超細g-C₃N₄納米光催化劑仍然是目前研究的重點內容。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是：提供一種g-C3N4納米片的制備方法，旨在提高產物的分散性，避免團聚現象，從而提高產物的光催化性能。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種g-C₃N₄納米片的制備方法，以含氮基團有機物為原料，首先采用酸化法對原料進行處理，再通過高溫煅燒獲得，具體步驟如下：

(1)將原料置于酸溶液中浸泡，過濾后清洗并烘干；

(2)將酸化處理的原料進行高溫煅燒，獲得所需的g-C₃N₄納米片。

優選地，步驟(1)中所述原料為三聚氰胺、尿素和氰胺中的至少一種。

優選地，步驟(1)中所述酸溶液為硝酸、硫酸、鹽酸、磷酸中的至少一種，濃度為0.1-5mol/L，浸泡時間為2-10h。

優選地，步驟(2)中所述高溫煅燒的煅燒溫度為500-600℃，時間為1-4h。

本發明的有益效果在于：

本發明g-C₃N₄納米片，相比較傳統直接煅燒方法制備的g-C₃N₄，為納米片結構，高分散無團聚現象，從而具有更高的比表面積，在光催化降解有機物過程中表現出更高的光催化活性。

本發明g-C₃N₄納米片簡單高效、產率高。

附圖說明

圖1為本發明實施例1步驟(1)中的三聚氰胺原料粉(i)，經酸化處理后的原料粉(ii)，原料粉直接煅燒獲得的g-C₃N₄(iii)和步驟(2)煅燒獲得的g-C₃N₄納米片(iv)的SEM形貌的對比；