[发明专利]g-C3

说明书

本发明涉及半导体材料领域，旨在提供一种g‑C₃N₄纳米颗粒/花状BiOI复合材料的制备方法。包括：富氮前驱体粉末经过热处理后，研磨获得粉末状g‑C₃N₄；分散在强酸溶液中冷凝回流后，清洗产物直至中性，获得g‑C₃N₄纳米颗粒；将Bi(NO₃)₃·5H₂O与KI加入去离子水与乙二醇的混合溶液中，搅拌溶解后进行水热反应，得到的沉淀物洗涤后烘干，得到花状BiOI；将花状BiOI与g‑C₃N₄纳米颗粒分散于去离子水中，超声振荡后搅拌；离心后将沉淀物清洗、烘干，得到最终产物。本发明的制备方法种简单、易操作。能制备得到均匀负载的g‑C₃N₄纳米颗粒/花状BiOI复合材料，使其具备高光生载流子分离效率，高可见光吸收能力，为g‑C₃N₄基纳米复合材料的研究提供了新的思路。

技术领域

本发明涉及半导体材料领域，特别涉及一种g-C₃N₄纳米颗粒/花状BiOI复合材料的制备方法。

背景技术

近年来，半导体光催化材料作为一种绿色环保、可持续发展新型材料在水污染物处理，氢能源制备，温室效应气体和有机污染性气体清除方面展现出巨大的应用前景和研究价值，因此受到了广泛的关注。然而单一半导体存在着明显的光生载流子分离效率低的问题，因此半导体异质结复合材料迅速成为这一研究领域的热点。两种半导体复合材料通过光生电子和空穴在不同半导体能带之间的转移来实现光生电子空穴对的高效分离。最近，BiOX(X＝Cl，Br，I)系列的光催化材料受到了广泛的研究。其中BiOI因其较窄的禁带宽度(～1.8eV)，较高的可见光吸收能力，同时合适的能带位置，较好的稳定性以及2D层状结构而成为很有应用前景的光催化剂。然而，BiOI也存在光生载流子分离效率低的问题，因此将其与其他半导体材料进行复合来提升其光生载流子分离效率是该研究领域的研究热点。

类石墨状氮化碳(g-C₃N₄)作为一种新型的可见光催化材料越来越受到广泛关注。g-C₃N₄的禁带宽度为2.7eV，使其在可见光区也具有催化活性。此外g-C₃N₄由地球上储量最为丰富的两种化学元素C和N组成，无毒害且制备成本低廉。因此，g-C₃N₄以其优良的半导体特性、高化学稳定性、无毒易制备且成本低廉的特性在光催化领域具有光明的应用前景。有研究者将两者进行复合制备得到g-C₃N₄/BiOI复合材料；也有研究者通过离子液体法制备得到了由BiOI纳米片组装的微米球状BiOI并与g-C₃N₄进行复合，使其光催化降解亚甲基蓝的能力得到大幅度提升；还有研究者通过水热法制备得到了 BiOI微米片，并与块状g-C₃N₄进行复合，使其比表面积得到大幅提升，可见光催化降解有机污染物的性能也得到了提升。但是，二者的复合依然存在微观结构上复合不均匀的问题。由此可见，很有必要对g-C₃N₄/BiOI复合材料进行结构调整，以进一步提高其复合均匀性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种g-C₃N₄纳米颗粒/花状BiOI复合材料的制备方法。

为解决上述问题，本发明的解决方案是：

提供一种g-C₃N₄纳米颗粒/花状BiOI复合材料的制备方法，包括以下步骤：