[发明专利]氮化碳‑硫化锑/氯氧化锑复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于复合材料的制备技术领域，涉及一种光催化复合材料的制备方法及其应用，具体涉及到一种氮化碳-硫化锑/氯氧化锑复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前，越来越多的有机染料大量应用于纺织"印染"皮革"食品和日用化学品等产业中。尽管染料的出现使得我们的世界变得五彩缤纷，但是由于其使用量巨大，生产过程中产生的大量含有毒性的工业废水，未经妥善处理直接排入水体将会对生态环境造成严重影响。而且部分染料还具有潜在的致癌性，进入食物链后会直接危害人畜健康。传统上，物理-化学方法、电化学法，生物法等被用来进行染料废水的处理。但是具有去除效率低，造成二次污染，费用高的缺点。考虑到环境效益，用可见光降解染料作为一种绿色技术引起了越来越高的重视。

近年来，半导体光催化材料在环境、材料、能源等领域得到了广泛的应用。为了提高太阳能的利用效率，光催化材料必须具备两大条件：合适的可以很好的响应太阳光的带隙以及较低的电子空穴重组率。硫化锑(Sb₂S₃)作为一种禁带宽度在1.5-1.7eV的半导体材料，其在光催化领域有广泛的应用前景。Sb₄O₅Cl₂作为锑的一种氯氧化物，其较宽的带隙(3.25ev)很适合用来修饰窄带隙半导体材料以提高其光催化性能，但由于Sb₄O₅Cl₂的制备比较困难，很少被研究。

g-C₃N₄，一种新型无金属聚合物，具有层状结构，原材料廉价及制备简单等特点，在生物、催化和能源储备方面得到了越来越多的应用。另外，利用g-C₃N₄光催化降解环境中的有机污染物的研究也日益增多，但是单纯的氮化碳材料存在的光生电子和空穴容易复合以及对可见光的吸收效率低等问题，这不利于提高复合物的光催化性能。迄今为止，水热合成氮化碳-硫化锑/氯氧化锑(g-C₃N₄-Sb₂S₃/Sb₄O₅Cl₂)复合材料尚未被报道，因此，开发和提供一种制备工艺简单、性能优良的g-C₃N₄-Sb₂S₃/Sb₄O₅Cl₂复合材料非常必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种成本低、易操作且绿色环保，具有优越的光催化性能的氮化碳-硫化锑/氯氧化锑复合材料，还提供了一种制备工艺简单、成本低、具有很好的环保效益的氮化碳-硫化锑/氯氧化锑复合材料的制备方法以及该氮化碳-硫化锑/氯氧化锑复合材料在降解染料废水中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种氮化碳-硫化锑/氯氧化锑(g-C₃N₄-Sb₂S₃/Sb₄O₅Cl₂)复合材料，所述氮化碳-硫化锑/氯氧化锑复合材料包括氮化碳(g-C₃N₄)和硫化锑/氯氧化锑(SCL)微球，所述硫化锑/氯氧化锑微球由硫化锑和氯氧化锑组成，所述氮化碳沉积于所述硫化锑/氯氧化锑微球球体表面构成三维微球状复合材料。

上述的氮化碳-硫化锑/氯氧化锑复合材料中，优选的，所述氮化碳的质量分数为4.8％～25％。

作为本发明的同一技术构思，本发明还提供了一种氮化碳-硫化锑/氯氧化锑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、取氮化碳粉体超声分散于碱液中，得到分散液，然后与SbCl₃溶液混合，得到混合溶液。碱液的作用为分散氮化碳，同时有效的调控混合溶液的盐酸浓度。

S2、将Na₂S溶液逐滴加入到步骤S1的混合溶液中进行水热反应，得到氮化碳-硫化锑/氯氧化锑复合材料。

上述的制备方法中，优选的，所述水热反应的温度为100℃～150℃，时间为8h～12h。