[發(fā)明專利]一種鎢酸銻改性類石墨烯碳三氮四復合光催化劑的制備

在審

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• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108273534A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 張松利;張炳榮;梁智萍
• 申請（專利權）人: 鎮(zhèn)江創(chuàng)智特種合金科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J37/08;B01J37/10;C02F1/30;C02F101/30
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本發(fā)明公開了一種鎢酸銻改性類石墨烯碳三氮四復合光催化劑的制備方法及其在光催化降解污染物上的應用，屬于材料制備及光催化的技術領域。該催化劑的特點有：具有2維的形貌特征，由鎢酸銻粒子改性2維結構的g?C₃N₄復合而成。在制備光催化劑過程中，采用工藝簡單的煅燒法和水熱法，合成出鎢酸銻改性類石墨烯碳三氮四復合光催化劑。在鎢酸銻的作用下，鎢酸銻改性類石墨烯碳三氮四復合光催化劑表現(xiàn)出良好的光催化性能，促進了新型半導體g?C₃N₄光催化劑的研究。

技術領域

本發(fā)明屬于材料合成與光催化技術領域，主要涉及一種鎢酸銻改性類石墨烯碳三氮四復合光催化劑的制備及光催化活性研究。

背景技術

隨著工業(yè)化的發(fā)展，環(huán)境污染的問題變得越來越嚴重。如何解決環(huán)境污染問題，成了材料研究領域的熱點。

自1972年首次發(fā)現(xiàn)TiO₂具有光催化活性以來，光催化技術就受到了人們廣泛的關注。光催化技術憑借其節(jié)能環(huán)保、無二次污染等優(yōu)點為污水的處理提供了一個非常好的解決途徑。半導體光催化材料可以利用取之不盡、用之不竭的太陽能處理空氣中或者水中有毒有害物質,改善環(huán)境,達到資源利用生態(tài)化的目的。目前，各種不同的半導體光光催化劑材料被廣泛研究，如氧化鋅，g-C₃N₄等。但是類石墨烯碳三氮四憑借其材料來源廣泛，合成工藝簡單，五毒無污染等優(yōu)點成為光催化研究的熱電材料之一。

但是, 類石墨烯碳三氮四催化劑也存在著一些缺陷，例如，其具有高得光生電子-空穴復合速率，這嚴重阻礙了其進一步的發(fā)展與應用。在這種背景下,如何提高類石墨烯碳三氮四的光催化效率，成了類石墨烯碳三氮四光催化劑的研究重點。至今為止,已有多種方法被使用,如:形貌控制、半導體復合等。但是, 類石墨烯碳三氮四的光催化效率、穩(wěn)定性以及在實際應用中的反復使用性仍難以滿足實際應用的需要。

近年來，利用其他材料與類石墨烯碳三氮四催化劑進行復合，制備復合光催化劑的研究取得了一定的進展，得到的類石墨烯碳三氮四基復合光催化劑在太陽光的照射下表現(xiàn)出良好的光催化活性。本發(fā)明利用鎢酸銻與類石墨烯碳三氮四進行復合，形成鎢酸銻改性類石墨烯碳三氮四復合光催化劑，有效地提高了類石墨烯碳三氮四的可見光催化活性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是制備出具有高的可見光利用率和高催化活性的類石墨烯碳三氮四基復合光催化劑，并且其催化循環(huán)穩(wěn)定性高，推進類石墨烯碳三氮四的實際應用。

為實現(xiàn)本發(fā)明目的采用如下技術方案：

通過煅燒法制備出類石墨烯碳三氮四，然后利用水熱反應，在類石墨烯碳三氮四表面負載鎢酸銻納米粒子，最終制備出鎢酸銻改性類石墨烯碳三氮四復合光催化劑。在鎢酸銻的作用下，提高類石墨烯碳三氮四的可見光催化活性。

一種鎢酸銻改性類石墨烯碳三氮四復合光催化劑的制備，其特征步驟如下：

（1）加入適量二氰二胺于坩堝中，在高溫管式爐中加熱，制得g-C3N4；

（2）取2g g-C3N4溶解在40mL乙二醇溶液中；

（3）向步驟（2）溶液中加入適量SbCl₃，攪拌均勻；

（4）向(3)溶液中加入一定量Na₂WO₆，攪拌均勻；

（5）向(4)溶液加入20 mL水，攪拌均勻；

（6）將攪拌好的溶液轉移到高壓反應釜中反應；

（7）將反應完全的樣品離心洗滌，干燥后研磨即得到復合光催化劑。

步驟(3)中SbCl₃的質量為0.9125g。