[發(fā)明專利]一種原位合成二氧化鈰/石墨相氮化碳復(fù)合光催化材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010430925.5
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111672497B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭磊;楊靖霞;張慧青
• 申請（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J27/24;B82Y30/00;B82Y40/00;C02F1/30;C02F101/36;C02F101/34;C02F101/22
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

本發(fā)明涉及一種原位合成二氧化鈰/石墨相氮化碳復(fù)合光催化材料的方法，包括以下步驟：(1)將從雙氰胺前驅(qū)體得到的g?C₃N₄納米片加入KOH溶液中攪拌一定時間，(2)加入Ce(NO₃)₃·6H₂O溶液靜置一定時間，(3)得到的沉淀經(jīng)離心分離、洗滌、真空干燥后，得到產(chǎn)物：CeO₂/g?C₃N₄復(fù)合光催化材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明步驟簡單、安全，原料廉價、環(huán)保，所得材料循環(huán)性能好，在去除水體污染物實驗中表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種原位合成二氧化鈰/石墨相氮化碳復(fù)合光催化材料的方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體光催化技術(shù)是一種理想的、高效的利用太陽能解決環(huán)境問題的技術(shù)。在污染物的光催化氧化還原降解的過程中，重金屬離子可以在光生電子的作用下還原為低價的無毒金屬離子。而有機物可以通過光生空穴的氧化作用降解為無毒的無機物。但是現(xiàn)有的光催化劑還存在一些缺陷，為了提高可見光的吸收效率以及抑制光生電子和光生空穴的二次復(fù)合，通常會將一種半導(dǎo)體光催化劑和另外一種半導(dǎo)體光催化劑復(fù)合。將g-C₃N₄和CeO₂復(fù)合，構(gòu)筑半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)近年來受到了廣泛的關(guān)注，并且在環(huán)境催化方面展現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。

CeO₂和g-C₃N₄目前的主要復(fù)合方法包括：水熱法、共沉淀法等，其中以水熱法合成的報道較多。如專利申請?zhí)?019100901655公開了一種二氧化鈰/石墨相氮化碳復(fù)合材料及其在光催化中的應(yīng)用，是先在馬弗爐中燒結(jié)得到g-C₃N₄，然后將制得的g-C₃N₄加入硝酸亞鈰水溶液，接著加入尿素和EDTA，共同轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜反應(yīng)制得CeO₂/g-C₃N₄復(fù)合材料。專利申請?zhí)?019108658182公開了一種二氧化鈰納米球-氮化碳復(fù)合可見光催化劑的制備方法，是先通過堿刻蝕的方法制得二氧化鈰納米球，然后氮化碳溶于甲醇溶液并超聲，接著加入制得的二氧化鈰納米球，超聲至甲醇完全揮發(fā)，最后在馬弗爐中燒結(jié)得到復(fù)合產(chǎn)物。專利申請?zhí)?01510841674.9公開了一種氧化鈰/石墨烯量子點/類石墨烯相氮化碳復(fù)合光催化材料及其制備方法，是通過三聚氰胺和草酸鈰共同燒結(jié)得到鑲嵌氧化鈰的石墨相氮化碳，然后在反應(yīng)釜中制備氮摻雜石墨烯量子點，最后將鑲嵌氧化鈰的石墨相氮化碳水溶液和氮摻雜石墨烯量子點溶液混合，洗滌、干燥得到氧化鈰/石墨烯量子點/類石墨烯相氮化碳復(fù)合光催化材料。由上述復(fù)合工藝得出：雖然兩步合成能得到結(jié)構(gòu)規(guī)則的產(chǎn)物，但是合成過程比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有制備方法過程復(fù)雜而提供一種路徑簡單、成本低廉、效率優(yōu)良的合成二氧化鈰/石墨相氮化碳復(fù)合光催化材料的方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種原位合成CeO₂/g-C₃N₄復(fù)合光催化材料的方法，包括以下步驟：

(1)將從雙氰胺前驅(qū)體獲得的g-C₃N₄納米片加入堿溶液中攪拌一定時間；

(2)加入Ce(NO₃)₃·6H₂O溶液靜置一定時間；

(3)將得到的沉淀經(jīng)離心分離、洗滌、真空干燥后，得到產(chǎn)物CeO₂/g-C₃N₄復(fù)合光催化材料。