[发明专利]一种Sn@C@g‑C3N4纳米复合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种Sn@C@g-C₃N₄纳米复合物及其制备方法。

背景技术

当前经济社会快速发展，环境污染问题严重影响人类的生存和发展。光催化技术能吸收太阳能降解和矿化环境中的污染物，将太阳能转化为可储存的氢能，因此在解决能源和环境问题方面有着重要的应用前景。光催化技术的核心是高效光催化材料的设计与合成。g-C₃N₄是一类似石墨结构的新型半导体，具有合适的半导体宽度(约2.7eV)、结构稳定、耐酸碱、无毒且生物兼容性好、成本低及易于化学改性等优点，已经被用于光催化合成反应、光催化降价污染物、光解水产氢和产氧以及氧化还原反应中。g-C₃N₄光生电子-空穴对分离效率低，从而导致光催化性能较低。异质结构有利于电子和空穴对的分离，从而提高量子效率。纳米金属粒子稳定性差、易团聚等缺陷限制其广泛应用，然而与g-C₃N₄复合后，其较好的导电性能促进了电子转移，增强了g-C₃N₄光催化活性。如：专利20120387276.0公开了一种Au/g-C₃N₄复合型微纳米材料的制备方法。其采用的是将g-C₃N₄粉末加入氯金酸溶液中制成悬浊液，然后加热，添加柠檬酸钠，搅拌干燥，即得到Au/g-C₃N₄复合型微纳米材料。专利201310606627.7公开了金属/类石墨氮化碳复合物催化剂及其制备方法。其方法是将类石墨氮化碳制成溶液，在搅拌条件下加入硝酸银，开启光源，进行光还原，得到最终产物。专利201310220362.7公开了载Co介孔石墨相氮化碳可见光催化剂的制备方法和应用。该材料是先将单氰胺通过高温焙烧，得到介孔石墨相氮化碳，然后将钴的前驱体溶液浸入，并于马弗炉内进行二次高温焙烧，制得负载型催化剂 Co/g-C₃N₄。经检索，Sn@C@g-C₃N₄纳米复合物未见报道。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种Sn@C@g-C₃N₄纳米复合物及其制备方法。

本发明提供了一种Sn@C@g-C₃N₄纳米复合物，该纳米复合物微观结构为Sn@C核壳结构纳米胶囊嵌入g-C₃N₄纳米片中，该纳米胶囊的粒径为5～100nm。

本发明还提供了上述Sn@C@g-C₃N₄纳米复合物的制备方法，该材料是利用等离子体电弧放电技术，在工作气体下原位制备得到；其中：

采用石墨电极为阴极，锡-三聚氰胺粉末块体为阳极靶材，阴极与阳极靶材之间保持2～30mm的距离；电弧放电的电压为10～40V；工作气体为氩气和甲烷气体。

所述阳极靶材为锡-三聚氰胺粉末块体，将锡粉和三聚氰胺粉在压强1MPa～1Gpa下压制成块体作为等离子电弧炉的阳极靶材材料，所述阳极靶材材料中锡所占的质量百分比为70～90％。

所述工作气体氩气的分压为0.01～0.5MPa,甲烷气体的分压为0.01～0.3MPa。

相对现有技术，本发明的突出优点在于：

1)本发明首次制备出了Sn@C@g-C₃N₄纳米复合物；

2)本发明制备过程条件简单，易于控制，一次性生成产物，为Sn@C@g-C₃N₄纳米复合物的实际应用提供了条件；

3)本发明所制备Sn@C@g-C₃N₄纳米复合物，由于Sn@C的存在能较好地增加导电性能，促进了电子转移，使Sn@C@g-C₃N₄纳米复合物具有良好的光催 化活性，对于有机污染物降解提供了有效的解决方法。

附图说明

图1为本发明制备Sn@C@g-C₃N₄纳米复合物的装置示意图；