[發明專利]一種無定形FeOOHg-C3N4復合納米材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201710213663.5
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN108339560A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 張守偉;徐錫金;楊紅岑;曹茹雅;鄧小龍
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 張宇

本發明公開了一種無定形FeOOHg?C₃N₄復合納米材料及其制備方法與應用。所述FeOOHg?C₃N₄復合納米材料為納米FeOOH與納米g?C₃N₄復合的顆粒。在該材料時，采用了簡便的原位沉積的方法，而且由于其原料易于獲取，低成本，便于大規模的工業生產。在生產制備過程中，獲得的a?FeOOH納米顆粒尺寸是極小，g?C₃N₄納米片是超薄，這就有利于超細的a?FeOOH與g?C₃N₄復合時產生了更多有效的異質結并進一步改善了納米材料a?FeOOH和g?C₃N₄之間的協同作用，同時超細的納米顆粒縮短了光生載流子的擴散距離，減少了光生載流子的損耗，從而提高了材料的光催化性能。

技術領域

本發明涉及一種納米材料，特別涉及一種無定形FeOOHg-C₃N₄復合納米材料及其制備方法與應用。

背景技術

近年來，隨著全球工業化和經濟的不斷發展，環境污染問題日益嚴重。目前，半導體光催化技術由于其可以把有毒有害的有機污染物降解為無毒產物而被認為是解決環境污染問題的重要途徑。但是，半導體光催化技術仍然具有許多缺陷，例如光響應范圍和光催化效率低。因此，發展具有高可見光響應和高光催化效率的新型光催化劑已經成為一項迫切的工作。

在鐵的氧化物以及氫氧化物中，無定形FeOOH(a-FeOOH)因其在紫外以及可見光的輻射下展現出良好的光催化降解的性能而受到廣泛的。a-FeOOH易于從自然界中獲得，無毒，耐腐蝕以及低成本的，并且a-FeOOH的帶隙相對較窄。在這些優點中，窄帶隙是極其重要的，它代表了a-FeOOH具有寬的光響應范圍，可以吸收可見光，這是實現高光催化效率的前提。

非金屬半導體材料石墨相氮化碳(g-C₃N₄)在對有機污染物的光催化降解方面表現出良好的性能而受到研究人員的廣泛的關注，這主要歸因于其獨特的三維層狀結構，相對窄的帶隙以及低成本等特點。但是，量子效率低和可見光響應范圍窄等缺點限制了g-C₃N₄的廣泛應用。當前，科學家們采取了許多措施來解決這些問題，包括與碳材料或其它半導體的組合，金屬和/或非金屬材料的摻雜，異質結的構造等。但是，都不能從根本上增強可見光吸收范圍并改善光生電荷分離和轉移。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無定形FeOOHg-C₃N₄復合納米材料及其制備方法與應用。

一種無定形FeOOHg-C₃N₄復合納米材料，所述FeOOHg-C₃N₄復合納米材料為納米FeOOH與納米g-C₃N₄復合的顆粒；

(1)取尿素放入坩堝中，蓋上蓋子，放入馬弗爐中，第一次高溫燒結，然后將溫度降低至常溫，將燒結好的g-C₃N₄不蓋蓋子再次放入馬弗爐中進行第二次高溫燒結，冷卻至室溫后，通過離子水洗滌并在真空烘箱中進一步干燥獲得g-C₃N₄納米片；

(2)將六水氯化鐵溶解于無水乙醇中，然后，再將g-C₃N₄納米片加入到溶液中并超聲攪拌1-3小時，然后，再向懸浮液中加NH₄HCO₃，并且繼續攪拌反應6-10小時，最后，收集產物并用無水乙醇洗滌，并通過真空冷凍干燥機進行干燥處理。

所述第一次高溫燒結設定升溫速度為2.5℃/min，溫度為550℃，保溫時間240min。