[發明專利]一種過氧化氫改性石墨相氮化碳納米片及其制備方法

在審

• 申請號: 201911409134.8
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111097475A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 蔣恒飛;王瑋;羅元鐘;盛建釗;周品
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J37/08;B01J35/10;B82Y30/00;B82Y40/00;C01B3/04;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 彭素琴

本發明公開了一種過氧化氫改性石墨相氮化碳納米片及其制備方法，屬于光催化技術領域。本發明所述的H₂O₂ g?C₃N₄納米片的制備方法，包括以下步驟：(1)將Urea g?C₃N₄粉末添加到H₂O₂和乙醇的混合溶劑中，攪拌后進行超聲處理，使得溶液分散均勻，得到混合溶液；(2)將步驟(1)的混合溶液通過離心、干燥得到固體；(3)將步驟(2)的固體研磨為細粉，置于坩堝中，進行高溫煅燒，即得到過氧化氫改性石墨相氮化碳H₂O₂ g?C₃N₄，簡稱為HCN。與UCN相比，本發明的改性HCN光催化劑表現出了明顯的光催化活性的提升。

技術領域

本發明涉及一種過氧化氫改性石墨相氮化碳納米片及其制備方法，屬于光催化技術領域。

背景技術

不斷增加的環境污染和化石能源危機對人類健康和生活生態系統都是有害的。半導體光催化被認為是一種利用取之不盡、用之不竭的清潔太陽能生產可再生能源和環境修復的綠色誘人技術。近年來，各種高效的光催化劑因其在太陽能轉化中的應用潛力而受到廣泛關注。其中，石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一種具有層狀結構的無金屬聚合物半導體，作為一種新型光催化劑具有巨大的性能。

但是，較嚴重的電子空穴再復合、有限的光響應范圍、高溫煅燒造成產物的晶粒尺寸較大以及較低的表面活性都制約著g-C₃N₄的光催化性能。因此，直接高溫煅燒制備得到的g-C₃N₄產物光催化性能非常低，不能滿足大規模工業化生產和應用的要求。

目前，常用使用酸(硝酸、硫酸、鹽酸等)、堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)以及其他溶劑對g-C₃N₄進行后處理，但是效果也不理想。而且大量使用強酸強堿，不但環境不友好，也不利于大規模推廣。

發明內容

為了解決上述至少一個問題，本發明通過H₂O₂輔助剝層和快速表面熱處理的改性方法來制備表面性能優化的多孔g-C₃N₄(H₂O₂ g-C₃N₄)，簡稱為HCN。本發明可有效地將由尿素煅燒制備得到的樣品Urea g-C₃N₄(簡稱UCN)剝離成多孔超薄納米薄片，而且H₂O₂附著在g-C₃N₄表面，通過對樣品進行表面快速熱處理使得g-C₃N₄表面性能得到優化。同時，H₂O₂作為氧O源，也會使得氧O被摻雜到石墨碳氮化合物的基體中。

本發明的第一個目的是提供一種過氧化氫改性石墨相氮化碳H₂O₂ g-C₃N₄納米片的制備方法，包括以下步驟：

(1)將Urea g-C₃N₄粉末添加到H₂O₂和乙醇的混合溶劑中，攪拌后進行超聲處理，使得溶液分散均勻，得到混合溶液；

(2)將步驟(1)的混合溶液通過離心、干燥得到固體；

(3)將步驟(2)的固體研磨為細粉，然后置于坩堝中，進行高溫煅燒，即得到過氧化氫改性石墨相氮化碳H₂O₂ g-C₃N₄，簡稱為HCN。