[發(fā)明專利]一種氮化碳量子點(diǎn)/氧化物納米纖維復(fù)合光催化材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011530359.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN112517044B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋駿;關(guān)榮鋒;楊秀麗;解明華;董鵬玉;邵榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鹽城工學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J27/24
• 分類號(hào): B01J27/24;B01J37/03
• 代理公司: 北京五洲洋和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉素霞

本發(fā)明屬于復(fù)合光催化材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氮化碳量子點(diǎn)/氧化物納米纖維復(fù)合光催化材料及其制備方法。本發(fā)明的制備方法包括：由聚合物、溶劑、金屬鹽制備前驅(qū)體溶液，然后將前驅(qū)體溶液通過(guò)靜電紡絲、煅燒得到氧化物納米纖維，并制備氮化碳納米片，最后將氧化物納米纖維與氮化碳納米片分別置于管式爐的出口端、進(jìn)口端，在惰性氣氛輸送的條件下對(duì)進(jìn)口端進(jìn)行熱處理，得到復(fù)合光催化材料。本發(fā)明采用的熱剝離原位沉積法一步實(shí)現(xiàn)了氮化碳量子點(diǎn)的制備與復(fù)合，與現(xiàn)有的水熱法和機(jī)械混合法相比，復(fù)合的均勻性和復(fù)合的效率都顯著提高，并且制備的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，解決了量子點(diǎn)不易復(fù)合的難題，方法簡(jiǎn)單易行、成本低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合光催化材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氮化碳量子點(diǎn)/氧化物納米纖維復(fù)合光催化材料及其制備方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體光催化技術(shù)，作為一種綠色環(huán)保技術(shù)，在環(huán)境污染治理和清潔能源開發(fā)方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。在眾多光催化材料中，氮化碳(g-C₃N₄)因其具有合適的能帶結(jié)構(gòu)、良好的穩(wěn)定性、成本低廉、安全無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到了廣泛的研究和關(guān)注。然而，單一組分的g-C₃N₄存在太陽(yáng)光利用率低，光生載流子復(fù)合率高等問(wèn)題，導(dǎo)致g-C₃N₄的光催化活性偏低，從而限制了其廣泛應(yīng)用。因此，對(duì)g-C₃N₄進(jìn)行改性以提高其光催化性能在光催化研究和應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。

g-C₃N₄量子點(diǎn)是一種新型的g-C₃N₄納米材料，它不僅保留了氮化碳本身的一些性質(zhì)，而且兼具量子點(diǎn)材料的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等特性，能有效提升其量子產(chǎn)率。此外，通過(guò)將g-C₃N₄量子點(diǎn)與具有優(yōu)異光電傳輸特性的一維半導(dǎo)體氧化物(如TiO₂、ZnO、SnO₂、WO₃等)復(fù)合，構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)，可有效促進(jìn)光生電子和空穴的分離，進(jìn)一步提高其可見光催化效率。

授權(quán)公告號(hào)為CN106268900B的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種g-C₃N₄量子點(diǎn)敏化AgVO₃納米線的制備方法；文獻(xiàn)“單分散g-C₃N₄量子點(diǎn)修飾一維棒狀BiPO4微晶的合成及其對(duì)光催化活性增強(qiáng)機(jī)理”報(bào)道了一種g-C₃N₄量子點(diǎn)修飾一維棒狀BiPO₄的光催化劑(參見ChineseJournal of Inorganic Chemistry 32(2016)1246-1254)，這些方法在制備過(guò)程中通常先要合成出g-C₃N₄量子點(diǎn)，然后再通過(guò)水熱法、機(jī)械混合法等方法制備出最終的復(fù)合光催化劑，其中水熱法對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求較高，機(jī)械混合法耗時(shí)長(zhǎng)，復(fù)合效率低，且復(fù)合后量子點(diǎn)分布不均勻，易脫落。此外，這些方法合成的一維氧化物多為長(zhǎng)徑比較小的納米線、納米棒，宏觀上看依然是粉體材料，在使用過(guò)程中存在難分離回收、循環(huán)使用成本高的問(wèn)題。