[發(fā)明專利]一種二維薄層CdS/g-C3N4復合光催化劑的制備方法及用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811342607.2
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109395758A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設計）人: 李鑫;吳東遙;周亞舉;劉重陽;李金擇;馬長暢;霍鵬偉;閆永勝
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
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本發(fā)明提供了一種二維薄層CdS/g?C₃N₄復合光催化劑的制備方法及用途，制備步驟如下：1、將尿素置于馬弗爐中高溫煅燒，得到二維薄層g?C₃N₄前驅體；2、將二維薄層g?C₃N₄前驅體加入到硝酸溶液當中，水浴加熱條件下攪拌處理，將所得固體樣品洗滌至中性、真空干燥后，進行煅燒，待冷卻至室溫后，研磨，得到二維薄層g?C₃N₄納米片；3、將二維薄層g?C₃N₄納米片在含有Cd²⁺的溶液中超聲處理，離心，將所得固體加入到含有S^2?的溶液中繼續(xù)超聲，得到二維薄層CdS/g?C₃N₄復合光催化劑。本發(fā)明通過簡單便捷的煅燒、酸處理以及二次煅燒的手法制備出二維薄層g?C₃N₄納米片，并通過簡單的連續(xù)離子層吸附反應法制備出高效的二維薄層CdS/g?C₃N₄復合光催化劑。

技術領域

本發(fā)明屬于環(huán)境保護材料的制備技術領域，特指一種二維薄層CdS/g-C₃N₄復合光催化劑的制備方法及用途。

背景技術

經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，一方面給人民帶來了物質(zhì)生活的便利，另一方面也帶來了嚴重的環(huán)境問題。其中水污染愈發(fā)嚴重，直接影響著人類及地球上所有生物的生存問題。世界各國的政府和科研工作者們對水體污染治理的探索從未停止過，并開發(fā)出多種較為有效的水體污染治理方法，諸如活性炭吸附法、生物膜法、活性污泥法等方法。然而傳統(tǒng)的水污染治理方法仍具有成本高、效率低、易產(chǎn)生二次污染等共性問題，大大的制約了相關方法在污水處理領域的實際應用。因此，人們亟待開發(fā)一種高效、清潔、無二次污染的綠色污水處理新方法。

自1972年Fujishima等人報道了TiO₂在光照條件下產(chǎn)氫的研究后，便為人類提供了一條有效處理水污染的新方法。由于g-C₃N₄擁有合適的帶隙寬度(2.7eV)、易于制得、化學穩(wěn)定性較好等優(yōu)點早已引起了光催化領域的科研工作者們濃厚的研究興致。眾多不同種類的g-C₃N₄催化劑中，二維薄層g-C₃N₄納米片具有大比表面積、強吸附性能以及特殊的光電性質(zhì)等優(yōu)點，已經(jīng)成為g-C₃N₄材料的主要研究對象，純相的g-C₃N₄材料光生電子空穴對的復合效率較高等問題。選擇合適的光敏材料構建異質(zhì)結構光催化劑是提高部光生載流子分離效率的有效方法。

在已報道的可見光響應光催化劑中，晶體硫化鎘(Cds)由于其合適的帶隙能2.42eV和重要的光學性質(zhì)，已成為光敏劑和光電化學電池中研究最廣泛的納米晶半導體之一。CdS因其獨特的性能，被廣泛應用于光電轉換、發(fā)光二極管、種生物標記、等領域。與此同時，該物質(zhì)在光催化領域仍有不俗的表現(xiàn)。

基于以上的分析與考慮，我們選擇了尿素作為前驅物，以煅燒法制備出體相g-C₃N₄，再經(jīng)酸處理及二次煅燒，得到二維薄層g-C₃N₄納米片，以Cd、S離子溶液為原料，經(jīng)連續(xù)離子層吸附反應法成功的制備出具有分布較為均勻的二維薄層CdS/g-C₃N₄復合光催化材料。

發(fā)明內(nèi)容