[發明專利]一種二維碳氮基復合材料光催化劑及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 201910011663.6
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109569693B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 江俊;羅毅;謝李燕;李鑫;王翕君;楊麗
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C01B3/04
• 代理公司: 合肥金律專利代理事務所(普通合伙) 34184
• 代理人: 楊霞

1.一種二維碳氮基復合材料光催化劑，其特征在于，是由復合材料a和復合材料b復合組成的，所述復合材料a是將過渡金屬元素負載到二維碳氮材料的表面制得的，復合材料b是將過渡金屬元素負載到二維碳氮材料的表面制得的，復合材料a和復合材料b形成Z-scheme體系，其中復合材料a的價帶頂低于水氧化電勢，復合材料b的導帶底高于水的還原電勢；所述二維碳氮基復合材料光催化劑中負載的過渡金屬元素為Pd和Co；

制備該二維碳氮基復合材料光催化劑包括如下步驟：

S1、負載Pd的碳氮基復合材料的制備：將二維碳氮材料加入到1-丁基-3-甲基咪唑鹽溶液中，加入KOH，超聲分散，得二維碳氮材料溶液；向二維碳氮材料溶液中加入氯鈀酸鈉，攪拌反應，然后抗壞血酸，攪拌反應，升溫，攪拌反應，過濾，用乙醇和去離子水洗滌，即得負載Pd的碳氮基復合材料；

S2、負載Co的碳氮基復合材料的制備：將二維碳氮材料加入到1-丁基-3-甲基咪唑鹽溶液中，加入KOH，超聲分散，得二維碳氮材料溶液；向二維碳氮材料溶液中加入醋酸鈷，攪拌反應，然后加入抗壞血酸，攪拌反應，升溫，攪拌反應，過濾，用乙醇和去離子水洗滌，即得負載Co的碳氮基復合材料；

S3、將負載Pd的碳氮基復合材料和負載Co的碳氮基復合材料固定連接到同一個基底材料上；

S3中固定連接的具體操作如下：將負載Pd的碳氮基復合材料分散在水中，配懸浮液，然后加入氨水，超聲，再加入肼，加熱，反應，用混合纖維素酯膜過濾器真空過濾，將產物從過濾膜上剝離，凍干，得到負載Pd的薄膜；以負載Co的碳氮基復合材料為原料，按照同樣的方法制備得到負載Co的薄膜；將負載Pd的薄膜和負載Co的薄膜固定連接到同一基底材料上，即得共同負載有Pd和Co的碳氮基復合材料。

2.根據權利要求1所述的二維碳氮基復合材料光催化劑，其特征在于，所述二維碳氮材料為單層二維碳氮材料或多層二維碳氮材料。

3.根據權利要求2所述的二維碳氮基復合材料光催化劑，其特征在于，所述單層二維碳氮材料為類石墨相碳化氮材料。

4.根據權利要求1所述的二維碳氮基復合材料光催化劑，其特征在于，S2中，加入抗壞血酸，升溫至90℃，攪拌反應6h。

5.根據權利要求1所述的二維碳氮基復合材料光催化劑，其特征在于，S3中，基底材料為硅片。