[發(fā)明專利]一種高活性的g-C3

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110293955.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113019418A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉世興;張明怡;王茜;陶然;范曉星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/24
• 分類號(hào): B01J27/24;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 沈陽(yáng)杰克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207
• 代理人: 金春華

本發(fā)明公開(kāi)了甲醛處理Fe離子摻雜g?C₃N₄光催化材料及其制備方法和應(yīng)用。將一定質(zhì)量的鐵鹽溶解在去離子水中，然后將三聚氰胺加入該溶液中，攪拌、超聲至粉末混合均勻；將所得沉淀物置于烘箱烘干，烘干后放入去離子水中，水浴攪拌至溶液澄清，滴入一定摩爾比的甲醛溶液，水浴攪拌一定時(shí)間后，放入烘箱中烘干，得前驅(qū)體，在氮?dú)猸h(huán)境下將前驅(qū)體進(jìn)行高溫煅燒，得甲醛處理的Fe?g?C₃N₄。利用本發(fā)明的方法制備的甲醛處理的Fe離子摻雜g?C₃N₄光催化材料，改善了g?C₃N₄在可見(jiàn)光下對(duì)自然光響應(yīng)低的缺陷，降低了電子空穴對(duì)復(fù)合率，提高了光降解速率，進(jìn)而可以有效的提高光催化活性，該方法成本低、方法簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)潔。利用其在自然光下，通過(guò)光照可降解有機(jī)污染物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高活性的g-C₃N₄光催化材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著人類社會(huì)的發(fā)展，化石燃料的燃燒引發(fā)了一系列嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，太陽(yáng)能的獲取和轉(zhuǎn)化為可用能源已經(jīng)成為人類社會(huì)的關(guān)鍵問(wèn)題。近年來(lái)，光催化降解有機(jī)污染物以其無(wú)污染、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)受到越來(lái)越多的關(guān)注。然而，由于光催化材料自身帶寬的影響，帶隙寬度越大，光響應(yīng)范圍越小，光催化利用率越低。光催化技術(shù)被廣泛認(rèn)為是解決環(huán)境問(wèn)題的有效方法。石墨化碳氮化(g-C₃N₄)光催化劑是一種價(jià)格低廉、資源豐富、穩(wěn)定性好的光催化材料，被認(rèn)為是具有凈化污染和節(jié)能前景的光催化材料。然而，通過(guò)加熱富氮前驅(qū)體得到g-C₃N₄由于比表面積小、電荷重組快，效率較低，限制了其工業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的提供一種甲醛處理的Fe離子摻雜g-C₃N₄光催化材料及其制備方法，該方法易操作、簡(jiǎn)單、方便、成本低、條件溫和、有利于大規(guī)模生產(chǎn)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種高活性g-C₃N₄光催化材料，制備方法包括如下步驟：

1)將鐵鹽加入溶劑中，隨后加入三聚氰胺，在磁力攪拌器下攪拌均勻，超聲，烘干；

2)將步驟1)得到的物質(zhì)放入溶劑中，水浴并攪拌，逐滴加入甲醛溶液，將所得混合液放入烘箱中，烘干得前驅(qū)體；

3)將前驅(qū)體研磨，在氮?dú)猸h(huán)境下高溫煅燒，得目標(biāo)產(chǎn)物高活性g-C₃N₄。

優(yōu)選地，上述的一種高活性g-C₃N₄光催化材料，步驟1)中，所述鐵鹽為氯化高鐵或者九水硝酸鐵。

優(yōu)選地，上述的一種高活性g-C₃N₄光催化材料，步驟1)中，按摩爾比，鐵鹽：三聚氰胺＝0.001-0.005：1。

優(yōu)選地，上述的一種高活性g-C₃N₄光催化材料，步驟2)中，烘干溫度為50-100℃。

優(yōu)選地，上述的一種高活性g-C₃N₄光催化材料，按摩爾比，甲醛：三聚氰胺＝0.001-0.005：1。

優(yōu)選地，上述的一種高活性g-C₃N₄光催化材料，步驟3)中，高溫煅燒溫度為550℃，時(shí)間為4h。

優(yōu)選地，上述的一種高活性g-C₃N₄光催化材料，高溫煅燒的升溫速率為2.5℃/min。