[發(fā)明專利]一種g-C

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710844876.8
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107537544B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設計）人: 傅小飛;高永;馬帥帥;蔣莉;張曼瑩;孔峰;熊玉婷
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/30
• 代理公司: 32231 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 滕詣迪

本發(fā)明公開了一種g?C₃N₄–CNTs異質結光催化劑的制備方法。該方法包括如下步驟：將三聚氰胺與碳納米管均勻混合后高溫煅燒，得到g?C₃N₄/CNTs；將所得g?C₃N₄/CNTs置于硫酸/硝酸的混合液中進行酸化氧化處理，得到表面羧基化的g?C₃N₄/CNTs?COOH；將所得g?C₃N₄/CNTs?COOH在脫水劑作用下反應，得到g?C₃N₄–CNTs異質結光催化劑。

技術領域

本發(fā)明涉及光催化材料領域，具體的涉及一種g-C₃N₄–CNTs異質結光催化劑及其制備方法。

背景技術

基于半導體材料的光催化作為一種新興和綠色的技術，在解決能源短缺和環(huán)境問題方面具有巨大潛力。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作為一種完全非金屬半導體，具有化學性質穩(wěn)定、禁帶寬度窄、兼容性強等優(yōu)點，成為繼納米TiO₂之后又一光催化領域的明星材料。然而研究發(fā)現，在光催化反應中，g-C₃N₄表面光生電子和空穴極易復合，導致光量子效率低下，光催化活性受到抑制。因此，在對g-C₃N₄的研究開發(fā)中，如何促進其表面光生電子和空穴的分離一直是研究的熱點問題。

碳納米管(CNTs)自上世紀九十年代發(fā)現以來，其一直是納米材料最活躍的研究領域。由于CNTs特殊的納米級管腔結構及較高的比表面積和表面活性，使其具有良好的電荷傳輸性能及吸附性能。因此，將半導體g-C₃N₄與CNTs耦合，一方面可以借助CNTs的電荷傳輸性能促進g-C₃N₄表面光生電子和空穴的分離，提升光量子效率；另一方面CNTs較強的吸附性能能夠實現污染物的快速富集，使得耦合體系中g-C₃N₄存在于較高濃度的污染物環(huán)境中，促進g-C₃N₄表面光催化反應的發(fā)生。但現有耦合體系的光催化材料制備工藝復雜，制備條件苛刻，且耦合體系間往往缺乏緊密的異質鍵聯(lián)，協(xié)同增效作用不明顯，導致催化劑活性較低。因此，開發(fā)出制備工藝簡單、易于實施的高效光催化材料具有重要的研究意義及應用價值。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是解決現有技術中g-C₃N₄光催化劑光催化效率和光催化活性較低，光生電子及空穴易復合等問題，本發(fā)明提供一種具有緊密異質酰胺鍵化學鍵聯(lián)的g-C₃N₄–CNTs復合光催化劑及其制備方法。本發(fā)明通過構建g-C₃N₄與CNTs之間的化學鍵聯(lián)，形成緊密異質結構，促進光生電子及空穴分離，同時借助CNTs的大比表面積及表面活性增強對水體中污染物的富集能力，這些對于該耦合體系光催化活性的提升以及改善環(huán)境方面的應用具有重要意義。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案為：

一種g-C₃N₄–CNTs異質結光催化劑的制備方法包括以下步驟：(1)：取三聚氰胺與CNTs混合均勻，得混合物，將混合物高溫煅燒，制得g-C₃N₄/CNTs；

(2)：將步驟(1)所得g-C₃N₄/CNTs置于混酸溶液中，進行氧化反應，制得g-C₃N₄/CNTs-COOH；