[發明專利]Ag/g-C3N4復合可見光催化劑的制備

在審

• 申請號: 201710105010.5
• 申請日: 2017-02-25
• 公開（公告）號: CN108499587A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 劉建軍;秦海玉;左勝利
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
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本發明涉及一種Ag/g?C₃N₄復合可見光催化劑的制備方法。其步驟為：(1)以三聚氰胺為g?C₃N₄的原料，放入坩堝中，在馬弗爐中以10℃/min的速率升溫至550℃，保持4h，自然冷卻至室溫，得到淡黃色固體。(2)稱量一定量的g?C₃N₄，加入一定量乙醇或乙二醇溶劑，攪拌，超聲30min。(3)逐滴加入0.02～0.06mol/L AgNO₃溶液，攪拌30min。(4)將上述溶液倒入反應釜中，110～140℃加熱3～5h，冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇洗滌，烘干研磨，得到淡灰色的Ag/g?C₃N₄復合可見光催化劑。本發明得到的可見光催化劑對羅丹明B具有較強的可見光催化降解活性，該催化劑制備工藝簡單易調控，原料易得，生產成本低。

技術領域

本發明涉及一種具有可見光活性的Ag/g-C₃N₄復合可見光催化劑的制備。屬于光催化技術領域。

背景技術

隨著工業技術的快速發展，環境污染已成為威脅人類生存和未來發展的嚴重問題之一。光催化技術的應用被認為是解決水體和空氣污染問題的一種有效途徑。g-C₃N₄作為一種新型的可見光響應光催化劑，具有獨特的電子結構、較窄的禁帶寬度和合適的能帶位置，并具有較高的熱穩定性和化學穩定性，但其對可見光的響應范圍較窄，因此，制備具有可見光響應的高效光催化劑是目前光催化研究領域的一項重要課題。

通過溶劑熱法在g-C₃N₄載體上負載納米Ag顆粒，是拓展g-C₃N₄可見光響應范圍的一種有效途徑。由于納米Ag顆粒存在的等離子共振吸收作用，可以大大拓寬復合光催化劑的可見光響應，并顯著改善光生載流子的分離效率，進而有效提高其光催化活性，因此，納米Ag顆粒可以用來拓展g-C₃N₄的可見光響應。本發明通過一種簡單的溶劑熱法，將納米Ag顆粒與g-C₃N₄層狀材料復合，制備出了不同質量比的Ag/g-C₃N₄復合可見光催化劑，使其吸收光譜擴大到可見光區域，從而提高光催化效率。

專利申請CN 104475140A將硝酸銀溶液滴加到二氰二胺或三聚氰胺分散液中，將得到的產物放入高溫氣氛爐中，在氮氣保護得Ag/g-C₃N₄復合光催化劑，在可見光照射下對有機染料羅丹明B有較好的光催化降解效果。但此方法得到的Ag顆粒粒徑較大，且制備過程較復雜。本專利以層狀的g-C₃N₄為載體，納米Ag顆粒為負載體，通過一步溶劑熱法合成了不同質量比的Ag/g-C₃N₄復合可見光催化劑，納米Ag顆粒均勻負載于g-C₃N₄片層載體上，利用納米銀獨特的等離子共振效應拓寬了復合光催化劑的可見光響應范圍，提高了其光催化性能，顯示出高效的可見光催化降解羅丹明B活性。

發明內容

本發明為解決以上問題，所采用的技術方案是：溶劑熱法制備不同質量比的Ag/g-C₃N₄復合光催化劑，根據權利要求書的內容，其特征在于包括以下步驟：

(1)以三聚氰胺為g-C₃N₄的原料，放入坩堝中，在馬弗爐中以10℃/min的速率升溫至550℃，保持4h，自然冷卻至室溫，得到淡黃色固體；

(2)稱量一定量的g-C₃N₄，加入60～80mL溶劑，溶劑為乙醇或乙二醇，攪拌，超聲30min使其分散均勻；