[發明專利]一種g?C3N4光電催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710214940.4
• 申請日: 2017-04-02
• 公開（公告）號: CN106925331A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 紀紅兵;黃勇潮;范文杰;邱偉濤;童葉翔
• 申請（專利權）人: 中山大學惠州研究院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所44229
• 代理人: 姜若天

技術領域

本發明涉及g-C₃N₄光電催化劑的技術領域，更具體地，是涉及一種新型高效的g-C₃N₄光電催化劑的制備方法及其應用。

背景技術

隨著現代社會的快速發展，高級氧化技術正日益改變著人們的生活環境，尤其是光電催化氧化技術引起了人們的普遍重視。光電催化氧化技術是最近開發的一種新技術，它是將光催化與電催化有機結合，有效地克服光催化中光生電子和空穴的復合，提高光載流子密度，從而增強其催化效率。光電催化氧化技術不僅可使清潔能源水轉化成氧氣，而且也可將有機污染物礦化成無毒無害的二氧化碳和水，是一種清潔無二次污染的新型技術方法。

g-C₃N₄基于其制備原料的豐富、合適的帶隙結構（約2.7 e V）和卓越的化學穩定性在太陽能轉換為電能或化學能的研究上引起了人們的重視。作為一種高效的半導體材料，其擁有足夠的過電壓生產氫氣和氧氣，在光電催化領域具有廣大的應用前景。目前，合成g-C₃N₄半導體材料主要通過煅燒三聚氰胺、尿素或二氰二胺等胺類物質得到，但此種方法性能測試前處理工作比較繁瑣。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服傳統g-C₃N₄光電催化劑回收困難、催化效率低下、制備復雜的問題，提供一種簡便高效、環保、催化效果好、易于回收的光電催化劑。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

一種g-C₃N₄光電催化劑的制備方法，包括如下步驟：

S1.以胺類物質、乙酸為原料配制得到電鍍液，在恒電流條件下以FTO導電玻璃為基底電鍍得到胺類物質；

S2.以FTO導電玻璃為基底的胺類物質為前驅物，在煅燒條件下，制備得到g-C₃N₄光電催化劑。

作為優選的，在上述的制備方法中，所述胺類物質為三聚氰胺、尿素或二氰二胺。

作為優選的，在上述的制備方法中，所述S1電鍍液中，胺類物質的密度為0～6 g/L，乙酸的純度為0～99%。

作為優選的，在上述的制備方法中，所述S1中陰極為碳棒，其恒定電流為-2～0 m A，電鍍溫度為30～80℃，電鍍時間為10～120 min。

作為優選的，在上述的制備方法中，所述S2中煅燒溫度為300～700℃，煅燒時間為0～6 h，煅燒氣氛中氧氣濃度為0～40%。

本發明創造性地將胺類物質通過電化學方法制備在FTO導電玻璃上，然后在不同的條件下煅燒前驅物得到g-C₃N₄光電催化劑。這種方法克服了傳統g-C₃N₄制備的缺陷，如難以回收、測試繁瑣等。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明的光電催化劑能夠有效抑制光生電子和空穴的復合，從本質上提升光電催化析氧的效率。本發明所述的g-C₃N₄光電催化劑電化學方法，以FTO導電玻璃為基底制備胺類物質，再在煅燒條件下制備得到g-C₃N₄光電催化劑，它具有易于回收、制備簡便的特點。所得g-C₃N₄光電催化劑高效、環保、催化效果好、易于回收。

附圖說明

圖1為實施例1制備的所述g-C₃N₄的光電催化析氧圖及SEM圖；

圖2為實施例8制備的所述g-C₃N₄的SEM圖；

圖3為實施例4制備的所述g-C₃N₄的SEM圖；

圖4為實施例9制備的所述g-C₃N₄的XRD圖。

具體實施方式

下面結合一些具體實施方式對本發明涉及的光電催化劑及其制備方法做進一步描述。具體實施例為進一步詳細說明本發明，非限定本發明的保護范圍。除非特別說明，本發明實施例采用的方法和原料均為本領域常規選擇。

實施例1：

一種g-C₃N₄光電催化劑，由以下步驟制備得到：