[發(fā)明專利]一種硫摻雜g-C3

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811531193.8
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109395763B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐世平;趙玉;張啟亮;李璐璐;岳欽艷;高寶玉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/30;C02F101/38
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

本發(fā)明涉及一種硫摻雜g?C₃N₄/C?dot多孔復(fù)合光催化劑及其制備方法與應(yīng)用，該催化劑的化學(xué)組成為硫摻雜的C₃N₄和C?dot納米顆粒，催化劑的微觀結(jié)構(gòu)中包含有棒狀和多孔結(jié)構(gòu)。通過將三聚氰胺和三聚硫氰酸混合制成S?C₃N₄前驅(qū)體與堿輔助超聲法制備的C?dot進(jìn)行復(fù)合煅燒，制備出S?C₃N₄/C?dot納米復(fù)合光催化劑。本發(fā)明制備出的硫摻雜的g?C₃N₄/C?dot光催化劑能夠增強可見光區(qū)域的吸收、促進(jìn)光生電荷轉(zhuǎn)移，同時由于碳點對基底形貌的調(diào)控，顯著形成了多孔結(jié)構(gòu)，并增加了比表面積，且制備方法成本低廉、工藝簡單且環(huán)境友好，制得的光催化復(fù)合材料用于處理廢水有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米復(fù)合材料領(lǐng)域，具體公開了一種多孔氮化碳光催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

氮化碳(g-C₃N₄)因其具有可見光響應(yīng)，成本低，在強酸強堿中都很穩(wěn)定，且容易制備等優(yōu)點，使其在光催化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而氮化碳也因其比表面積小，光吸收能力弱，光生電子空穴復(fù)合率高而限制了其在實際中的應(yīng)用。

許多研究證明形成多孔結(jié)構(gòu)可以增加g-C₃N₄的比表面積，但目前報道的合成通常采用模板材料，其中有硬模板法，如應(yīng)用二氧化硅作為硬模板，或軟模板法，如利用P123。模板功能強大，但模板的去除通常很復(fù)雜，有時需要氫氟酸，因此非常危險；此外，隨著模板去除，結(jié)構(gòu)坍塌通常是不可避免的，導(dǎo)致較差的光催化性能。

碳點(C-dot)作為一種尺寸介于1-10nm之間的新型碳納米材料，因其具有良好的電子傳輸能力，優(yōu)異的熒光性質(zhì)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。但是，目前使用C-dot改造g-C₃N₄形貌，從而制備硫摻雜g-C₃N₄/C-dot多孔復(fù)合光催化劑，未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種硫摻雜g-C₃N₄/C-dot多孔復(fù)合光催化劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明的硫摻雜g-C₃N₄/C-dot光催化劑能夠增強可見光區(qū)域的吸收、促進(jìn)光生電荷轉(zhuǎn)移，同時由于碳點對基底形貌的調(diào)控，使其在不需要添加模板劑的條件下，就能形成大小均一且數(shù)目較多的介孔結(jié)構(gòu)，顯著的增加了其比表面積，且制備方法安全、工藝簡單。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種硫摻雜g-C₃N₄/C-dot多孔復(fù)合光催化劑，該催化劑的化學(xué)組成為硫摻雜的C₃N₄和 C-dot納米顆粒，催化劑的微觀結(jié)構(gòu)中包含有棒狀結(jié)構(gòu)，棒狀結(jié)構(gòu)表面有多孔結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述催化劑的化學(xué)組成中，硫摻雜的C₃N₄和C-dot納米顆粒的質(zhì)量比為1：(0.15％～1.2％)，進(jìn)一步優(yōu)選1：(0.5％～1％)，最優(yōu)選1:0.75％。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述的C-dot納米顆粒的平均直徑為5-10nm。

根據(jù)本發(fā)明，上述硫摻雜的g-C₃N₄/C-dot多孔復(fù)合光催化劑的制備方法，包括步驟如下：

(1)將三聚氰胺和三聚硫氰酸混合均勻，通過水熱反應(yīng)制得硫摻雜的g-C₃N₄(S-C₃N₄) 前驅(qū)體；