[發明專利]Cu2 有效
| 申請號： | 202110545072.4 | 申請日： | 2021-05-19 |
| 公開（公告）號： | CN113368882B | 公開（公告）日： | 2022-12-30 |
| 發明（設計）人： | 海子彬;陳旭東;余灝;王玲玲;宗梅;匡武;方春霞 | 申請（專利權）人： | 安徽省環境科學研究院 |
| 主分類號： | B01J27/24 | 分類號： | B01J27/24;B01J37/08;B01J37/10;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38 |
| 代理公司： | 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115 | 代理人： | 周靜 |
| 地址： | 230071 *** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | cu base sub | ||
本發明公開了一種Cu2O?ZnO/g?C3N4復合光催化劑及其制備方法和應用，該復合催化劑的制備方法包括以下步驟：先將鋅源和碳氮前驅體混合，經過焙燒得到ZnO/g?C3N4粉末；再通過水熱反應在ZnO/g?C3N4粉末表面負載Cu2O，即得最終產物。本發明制得的催化劑中，通過構建Z?scheme和p?n異質結的雙重作用機制，能有效的將電子和空穴從Cu2O光催化劑中分離，從而抑制Cu2O的光自分解，同時Cu2O的加入，使得三元材料的光催化性能相比于ZnO/g?C3N4提升了30倍以上；該材料對甲基橙水污染物具有優異的降解性能，且在三次循環利用后，降解率依舊能保持在92.6％以上，重復利用性能好。
技術領域
本發明屬于催化劑制備技術領域，具體涉及一種Cu2O-ZnO/g-C3N4復合光催化劑及其制備方法和應用。
背景技術
近幾十年來，隨著經濟的發展和工農業的進步，能源短缺和環境污染已成為人類面臨的一個非常棘手的問題，特別是水體中有機污染物的治理?；谌蚰茉次C和太陽光的可持續性，光催化降解被認為是最有前途的領域之一，尋找能夠充分利用太陽光的光催化材料引起了人們的廣泛關注。在許多半導體材料中，氧化亞銅(Cu2O)作為可見光活性半導體在光催化和光電化學領域的應用顯著增加，但由于Cu2O的氧化還原電位位于其帶隙之間，不可避免的會在照明時發生自我光還原或自我光氧化。
制備光催化復合材料能夠很好地改進單一半導體光催化材料的某些不足，如提升對可見光的響應和促進光生載流子的分離，以及通過促進載流子的遷移減少光催化材料的光腐蝕。He在Fabrication and photocatalytic property of ZnO/Cu2O core-shellnanocomposites,Mater.Lett,2016,184:148-151.中將ZnO與Cu2O耦合，形成p-n異質結，該異質結可以最大程度地利用陽光，并提高電子-空穴分離效率和光催化活性。Wang等人在Oxygen defects-mediated Z-scheme charge separation in g-C3N4/ZnOphotocatalysts for enhanced visible-light degradation of 4-chlorophenol andhydrogen evolution,Appl.Catal. B-Environ,2017,206:406-416.中研究發現當ZnO與g-C3N4偶聯形成Z方案異質結時，電荷分離遵循Z方案，這大大提高了光催化性能。綜上所述，關于Cu2O和半導體二元復合材料的報道較多，而關于Cu2O三元復合材料的報道鮮有報道。
發明內容
本發明的目的是提供一種Cu2O-ZnO/g-C3N4復合光催化劑，該催化劑含有Cu2O、ZnO、g-C3N4三種材料，這三種材料通過構建Z-scheme和p-n結的雙重作用機制，能有效的將電子和空穴從Cu2O光催化劑中分離的方法，抑制Cu2O的光自分解，提高光催化性能。
本發明的另一個目的是提供上述所述的Cu2O-ZnO/g-C3N4復合光催化劑的制備方法，包括以下步驟：
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