[發明專利]Fe/CN-H納米復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810824896.3
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN110756207A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 付永勝;彭瓊;汪信;黃婷;虞春燕
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C01B3/04
• 代理公司: 32203 南京理工大學專利中心
• 代理人: 鄒偉紅

本發明公開了一種Fe/CN?H納米復合材料及其制備方法和應用，屬于納米材料的制備和應用領域。通過將二氰二胺加熱攪拌溶解在水中，再緩慢地滴加與水體積比為1:8的濃硝酸，反應結束后在冰水混合液中冷卻結晶析出得到白色固體，然后干燥，得到硝酸改性二氰二胺；將硝酸改性二氰二胺溶解在水中，緩慢地滴加硝酸鐵溶液進行反應，將該反應液冷凍干燥，得到硝酸改性二氰二胺和硝酸鐵的絡合物；將硝酸改性二氰二胺和硝酸鐵的絡合物在氬氣氣氛中高溫煅燒得到Fe/CN?H納米復合物。本發明制備的Fe/CN?H納米復合物作為光催化劑，在可見光條件下具有優異的制氫性能，在可見光條件下光解水制氫速率可達到162.1μmoL h^?1以上。

技術領域

本發明涉及一種Fe/CN-H納米復合材料及其制備方法和應用的應用，屬于納米材料的制備和應用領域。

背景技術

出于對化石燃料緊缺以及環境污染的嚴重的擔憂，越來越多的研究者開始關注如何利用可再生的資源實現能量的無污染的轉換，光解水制氫技術應運而生。光解水制氫技術能夠將太陽能轉換為化學能，所制備的氫氣是一種清潔高效的新能源，已普遍被人們認為是一種最理想的新世紀無污染的綠色能源。自從1972年，Fujishima A和Honda K兩位教授首次報告發現TiO₂的單晶電極可以光解水制氫這一現象，從而揭示了利用太陽能直接分解水制氫的可能性。自此以后大量的半導體光催化劑被報道可以用來光解水制氫，這對于解決環境問題以及能源危機來說是很重要的。

g-C₃N₄作為一種典型的類石墨烯結構的半導體光催化劑，具有其獨特的優點，但是同時也具有一些限制其應用的缺點。針對g-C₃N₄存在的缺點，諸多研究學者進行了不同的改性以提高其光催化活性。Xiaoming Fang等制備了Fe和碳量子點共摻雜g-C₃N₄的復合物，具有較好的降解污染物的光催化性能，但是制備過程繁瑣，尤其是碳量子點的制備需要高溫高壓氛圍[Liu Q, Chen T, Guo Y, et al. Grafting Fe(III) species on carbonnanodots/Fe-doped g-C₃N₄ via interfacial charge transfer effect for highlyimproved photocatalytic performance[J]. Applied Catalysis B Environmental,2017, 205:173-181]。Dinglong等制備了Fe₃O₄/g-C₃N₄納米復合物應用在光催化降解有機污染物羅丹明B（RhB）上，由于所制備的復合物所用的g-C₃N₄是由三聚氰胺煅燒得到的，比表面積較小，因此催化性能并不是很高[Zhu D, Liu S, Chen M, et al. Flower-like-flake Fe₃O₄/g-C₃N₄nanocomposite: facile synthesis, characterization, andenhanced photocatalytic performance[J]. Colloids and Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects, 2018, 537: 372-382.]。

發明內容

本發明的目的是提供一種Fe/CN-H納米復合材料及其制備方法和應用的應用。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種Fe/CN-H納米復合材料及其制備方法，通過硝酸改性二氰二胺和硝酸鐵的絡合物煅燒得到，其具體步驟為：