[發(fā)明專利]一種硅鋅摻雜的石墨相氮化碳納米材料及其在光催化還原中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710572666.8
• 申請(qǐng)日: 2017-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN107282083B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯成旭;王元有;錢琛;龔安華;陳鎖金;徐雪嬌;尹依雯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J27/24
• 分類號(hào): B01J27/24;C02F1/30;C02F1/70;C02F101/22
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 楊樂

本發(fā)明涉及一種硅鋅摻雜的石墨相氮化碳納米材料及其在光催化還原中的應(yīng)用，具體涉及一種硅鋅摻雜的石墨相氮化碳納米材料，其制備方法包括如下步驟：(1)將硫酸鋅溶于適量的去離子水中，加入氨水，室溫下攪拌反應(yīng)1?2小時(shí)后，離心，得沉淀；(2)將步驟(1)得到的沉淀超聲分散于乙醇中，加入適量氨水、正硅酸乙酯(TEOS)，室溫下攪拌加入3?4小時(shí)，離心，得沉淀；(3)將步驟(2)得到的沉淀與三聚氰胺，用研缽研磨均勻后，放入馬弗爐中，溫度設(shè)定為510℃，升溫速率10℃/min，保溫時(shí)間120分鐘，保溫結(jié)束后，停止加熱自然冷卻至室溫，得到所述硅鋅摻雜的石墨相氮化碳納米材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料化學(xué)領(lǐng)域，涉及一種硅鋅摻雜的石墨相氮化碳納米材料及其在光催化還原中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

g-C₃N₄的制備方法有氣相法、熱溶劑法、固相合成法、電化學(xué)沉積法、高溫高壓法等，近幾年研究較多的是利用縮聚有機(jī)物前驅(qū)體制備g-C₃N₄。此外，人們還合成了多種形貌的氮化碳，包括納米線、納米管、微球、纖維和空心球等。

g-C₃N₄具有原材料資源豐富、價(jià)格低廉經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保等特點(diǎn)。具有微/納多孔g-C₃N₄的結(jié)構(gòu)為微/納多孔且同時(shí)具有光催化能力，以及和其它金屬材料復(fù)合的能力。納米g-C₃N₄還有較高的表面活性,是理想的催化劑材料，所以有關(guān)g-C₃N₄的研究一直都倍受人們的關(guān)注。但目前大多數(shù)制備的具有微/納多孔結(jié)構(gòu)的g-C₃N₄和納米g-C₃N₄都有比表面積小、活性低等缺點(diǎn)，復(fù)合材料并不太多，因而限制了它在實(shí)際中的推廣普及。鑒于以上所述的情況，本發(fā)明采用熱解法制備新型硅鋅摻雜的石墨相氮化碳(SiO₂/ZnO/g-C₃N₄)納米材料，其具有比表面積大、光催化還原效果好等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種硅鋅摻雜的石墨相氮化碳(SiO₂/ZnO/g-C₃N₄)納米材料，其特征在于該納米材料的制備方法包括如下步驟：

(1)將硫酸鋅溶于適量的去離子水中，加入氨水，室溫下攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)后，離心，得沉淀；

(2)將步驟(1)得到的沉淀超聲分散于乙醇中，加入適量氨水、正硅酸乙酯(TEOS)，室溫下攪拌加入3-4小時(shí)，離心，得沉淀；

(3)將步驟(2)得到的沉淀與三聚氰胺，用研缽研磨均勻后，放入馬弗爐中，溫度設(shè)定為510℃，升溫速率10℃/min，保溫時(shí)間120分鐘，保溫結(jié)束后，停止加熱自然冷卻至室溫，得到所述硅鋅摻雜的石墨相氮化碳納米材料。

上述制備方法中，步驟(1)或(2)得到的沉淀優(yōu)選采用去離子水洗2-3次；步驟(1)中硫酸鋅、去離子水、氨水的用量為每克硫酸鋅使用5-10mL去離子水、2-3mL氨水；步驟(2)中乙醇、氨水、正硅酸乙酯的用量為每克沉淀使用8-12mL乙醇、1-2mL氨水，0.8-1.6mL正硅酸乙酯；步驟(3)中三聚氰胺的用量為每克沉淀使用10-100克三聚氰胺。

本發(fā)明的另一實(shí)施方案提供上述硅鋅摻雜的石墨相氮化碳(SiO₂/ZnO/g-C₃N₄)納米材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)將硫酸鋅溶于適量的去離子水中，加入氨水，室溫下攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)后，離心，得沉淀；

(2)將步驟(1)得到的沉淀超聲分散于乙醇中，加入適量氨水、正硅酸乙酯(TEOS)，室溫下攪拌加入3-4小時(shí)，離心，得沉淀；