[發(fā)明專利]一種多孔管狀C3N4光催化劑及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811073365.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN109012734A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐婧;王周平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/24
• 分類號(hào): B01J27/24;B01J35/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 何金錦

本發(fā)明公開了一種多孔管狀C₃N₄光催化劑，所述光催化劑的制備方法包括如下步驟：(1)將三聚氰胺分散在乙酸水溶液中，進(jìn)行加熱回流反應(yīng)；(2)將加熱回流反應(yīng)所得的溶液置于水熱釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)；(3)將水熱反應(yīng)所得的中間產(chǎn)物置于煅燒容器內(nèi)，在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行煅燒，即得所述多孔管狀C₃N₄光催化劑。本發(fā)明采用分子自組裝法，制備了具有一維中空結(jié)構(gòu)和豐富孔道結(jié)構(gòu)的多孔管狀C₃N₄光催化劑，本發(fā)明光催化劑具有良好的光催化降解污染物性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種采用水熱反應(yīng)和煅燒處理相結(jié)合，制備多孔管狀C₃N₄光催化劑的方法。

背景技術(shù)

g-C₃N₄(g-C₃N₄標(biāo)記為C₃N₄)是一種新型非金屬半導(dǎo)體可見(jiàn)光光催化劑，在光解水制氫、降解污染物、光還原CO₂和抗菌等方面都具有良好的應(yīng)用價(jià)值。但是，傳統(tǒng)縮聚法制備的塊狀的C₃N₄比表面積小、量子效率低，致使其光催化活性較差。多孔管狀C₃N₄是微納分級(jí)結(jié)構(gòu)材料的一種，同時(shí)具備一維中空和多孔結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，可以有效提高材料對(duì)光譜的響應(yīng)能力和散射能力，加快光生載流子遠(yuǎn)距離傳遞速率，降低光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合幾率，增加反應(yīng)活性位，以及增大材料的比表面積，進(jìn)而使得材料擁有相比于塊狀C₃N₄和只具備多孔結(jié)構(gòu)的C₃N₄更為優(yōu)異的光催化活性。

目前，文獻(xiàn)已報(bào)道的關(guān)于制備多孔管狀C₃N₄的方法主要是模板法，這種方法雖然能夠合成出多孔管狀結(jié)構(gòu)的C₃N₄材料，但是存在著制備條件苛刻、成本較高以及需要使用有毒有害化學(xué)試劑的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明申請(qǐng)人提供了一種多孔管狀C₃N₄光催化劑及其制備方法。本發(fā)明采用分子自組裝法，制備了具有一維中空結(jié)構(gòu)和豐富孔道結(jié)構(gòu)的多孔管狀C₃N₄光催化劑，本發(fā)明光催化劑具有良好的光催化降解污染物性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種多孔管狀C₃N₄光催化劑，所述光催化劑的制備方法包括如下步驟：

(1)將三聚氰胺分散在乙酸水溶液中，進(jìn)行加熱回流反應(yīng)；

(2)將加熱回流反應(yīng)所得的溶液置于水熱釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)；

(3)將水熱反應(yīng)所得的中間產(chǎn)物置于煅燒容器內(nèi)，在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行煅燒，即得所述多孔管狀C₃N₄光催化劑。

步驟(1)中所述乙酸水溶液的濃度為0.1～50％(v/v)；所述三聚氰胺與乙酸水溶液的質(zhì)量體積比為1g/(20-200)ml。

步驟(1)中所述加熱回流反應(yīng)的溫度為50～150℃，反應(yīng)時(shí)間為5～300min。

步驟(2)中所述水熱反應(yīng)的溫度為120～200℃，反應(yīng)時(shí)間為8～16h。

步驟(3)中所述煅燒過(guò)程包括依次進(jìn)行的升溫加熱階段和恒溫階段；所述升溫加熱階段的升溫速率為1～8℃/min，所述恒溫階段的溫度為450～550℃，恒溫時(shí)間為1～8h。

本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：