[發明專利]一種硫化鉍-氮化碳異質結光觸媒材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010762564.4
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111871436A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 盧定澤;吳瓊;張勃宇;張育豪;曾宜梅;郭少凱
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: B01J27/22
• 分類號: B01J27/22;B01J37/08;B01J37/10;B82Y30/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 弓長

本發明公開了一種硫化鉍?氮化碳異質結光觸媒材料，Bi₂S₃均勻分散在g?C₃N₄的表面上，所述g?C₃N₄存在方式為二維片狀，所述Bi₂S₃主要由納米顆粒組成，直徑約為20～30nm。本發明一種硫化鉍?氮化碳異質結光觸媒材料的制備方法，采用水熱法以g?C₃N₄和Bi₂S₃為原料制備Bi₂S₃/g?C₃N₄樣品，本發明通過將金屬硫化物(Bi₂S₃)與g?C₃N₄復合，來改善g?C₃N₄的結構性質，從而提高其光催化性能，本發明采用熱縮聚法得到g?C₃N₄淡黃色粉末狀樣品,采用水熱反應法在g?C₃N₄中負載Bi₂S₃，得到不同Bi₂S₃負載量的Bi₂S₃/g?C₃N₄復合物，本發明制備的硫化鉍?氮化碳異質結光觸媒材料具有化學性質穩定、無毒害、價格低廉、簡單易得的優點。

技術領域

本發明屬于紡織工程領域，涉及一種硫化鉍-氮化碳異質結光觸媒材料，還涉及該硫化鉍-氮化碳異質結光觸媒材料的制備方法。

背景技術

印染工業的迅速發展造成了大量的有機染料污染并且對環境的傷害非常大。生態環境的日趨惡化嚴重阻礙了人類的可持續發展，資源枯竭、環境污染兩大問題已經打破了生態系統的平衡，并且威脅到人們的身體健康，因而開發環境保護新措施是一項迫在眉睫的任務。太陽能是一種覆蓋范圍廣、清潔無害、取之不盡用之不竭的能源，能夠有效利用太陽能將會為解決社會能源問題作出巨大貢獻。因而光催化技術作為一種利用太陽能以解決能源及環境危機的高效途徑，受到社會各研究領域的廣泛關注。光催化反應是指在紫外光至紅外光波長范圍內(大約100～1000nm)的光照下，當太陽能量大于催化劑禁帶寬度時，即可使催化劑價帶(Valence Band，VB)電子受激而躍遷至導帶(Conduction Band，CB)，這一過程中，伴隨著大量的光生電子(e^-)產生，同時，VB上由于電子轉移而缺失電子的位置形成空穴(h⁺)。所生成的這些光生載流子僅一部分可遷移至催化劑表面，在表面聚集與反應物接觸發生反應：e^-具有強還原性，可將O₂分子還原，H₂O歧化，使CO₂、有機物等發生還原反應；h⁺具有強氧化性，可使H₂O、OH^-、有機物等發生氧化反應，從而污染物得以降解，而另一部分載流子未能到達催化劑表面，在遷移過程中便發生重新復合。

光催化技術可開發應用于環境治理及能源領域：光催化制氫氣，可以將太陽能轉化為氫能形式并且儲存，且H₂是一種良好的清潔能源；光催化還原二氧化碳可以有效的減少溫室氣體，是應對溫室效應的一種有效途徑，并且光催化還原二氧化碳生成甲烷、甲醇、甲醛等化學燃料可供人類使用，實現了碳循環，并且對資源短缺問題緩解也有一定作用；此外，光催化可以降解染料、農藥等有機污染物，將其降解為CO₂和H₂O，對環境處理有重要意義。因而，光催化材料的制備以及對光催化材料性能的提高成為解決資源問題和環境問題的研究熱點。