[發明專利]一種RhPx/g-C3

有效

• 申請號: 201911202451.2
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN111054414B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 董紅軍;武慧慧;李春梅;余曉明;于思宇;張海波
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J37/08;C01B3/04
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本發明屬于納米材料合成技術領域，涉及一種RhPx/g?C₃N₄復合光催化劑及其制備方法和應用，本發明中利用簡單快速的靜電驅動自組裝法和直接磷化法將RhP_x多相納米粒子負載在g?C₃N₄表面，構成不同比例的RhP_x/g?C₃N₄復合光催化劑體系，實現在可見光下高效穩定的光解水制氫。在g?C₃N₄超薄層表面修飾RhP_x，既提供了豐富的表面活性位點，又提高了g?C₃N₄對光的吸收能力和載流子的分離運輸效率，有效地阻止光生電子空穴對復合，提高了光催化活性，此外RhP_x/g?C₃N₄復合催化劑具有較高的穩定性和可重用性。

技術領域

本發明屬于納米材料合成技術領域，涉及一種RhP_x/g-C₃N₄復合光催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，半導體光催化技術作為一種高效、安全、環保的太陽能轉化技術，受到了廣泛的關注，其中光解水制氫因無毒、無污染、反應條件溫和且穩定性強可重復使用等特點被認為是緩解全球能源危機最具潛力的途徑之一。到目前為止，雖然大量光催化材料已被開發利用，但是這些催化劑仍然存在光催化不穩定、無法充分利用太陽能或者對環境有毒等缺陷。

石墨相氮化碳（g-C₃N₄）是一種非金屬半導體材料，由于其較窄的禁帶寬度（2.7eV）能夠響應可見光，成本低廉，地球資源豐富，環境友好，且具有耐酸、堿、光腐蝕等優點，被廣泛應用于光解水制氫、降解污染物及CO₂還原等領域。然而，純g-C₃N₄比表面積小且光生電子空穴對易于復合，光催化活性較低。

科研工作者發現，在純g-C₃N₄上修飾助催化劑，不僅可以促進電子從g-C₃N₄轉移到助催化劑上，從而抑制電荷載流子復合，還可以作為有效的反應活性位點，降低產氫所需活化能。其中Pt作為助催化劑已有廣泛報道，所獲得的Pt/g-C₃N₄光催化劑表現出優異的光解水制氫活性和極高的能量轉換效率，是目前最有效的光解水制氫助催化劑之一。近年來，金屬磷化物因其保留了類金屬的特性且具備半導體材料的功能，在電催化和光催化等領域得到了廣泛的應用。研究表明，金屬磷化物，如Ni₁₂P₅，Ni₂P，NiP₂，Fe₂P，FeP，CoP，Co₂P，Cu₃P和MoP等，可以作為與Pt作用相當的的助催化劑來提高g-C₃N₄光解水制氫活性，但其作為助催化劑所修飾的g-C₃N₄在光解水制氫過程中，光催化活性會隨反應而降低，且其性能不能保持穩定。

因此，開發一種無毒無害、高效穩定的新型光催化材料仍然是亟待解決的難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效穩定的RhPx/g-C₃N₄復合光催化劑及其制備方法和應用。