[发明专利]一种具有高催化降解活性的氮化碳复合物的制法

说明书

本发明公开了一种具有高催化降解活性的氮化碳复合物的制法，属于光催化剂制备的技术领域。本发明采用三聚氰胺、六水合硝酸锌和2‑甲基咪唑为原料，经煅烧和溶剂热处理，最终得到ZIF‑8/g‑C₃N₄复合物。合成的ZIF‑8/g‑C₃N₄复合物对有机污染物的吸附能力增强，同时，延长了电子‑空穴对的寿命，促进了光生电子的转移，使得在模拟太阳光下对有机污染物催化降解活性更高，其降解率是原始g‑C₃N₄的3.03倍，具有较高的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及一种具有高催化降解活性的氮化碳复合物的制法，属于光催化剂制备的技术领域。

背景技术

氮化碳(g-C₃N₄)由于其多种性能如无毒性，化学稳定性，低成本，有利的带边缘位置等成为光催化技术中被最广泛研究的半导体材料之一。然而，因为原始g-C₃N₄电荷载体的复合率高，电导率低，比表面积相对较小，所以严重削弱了g-C₃N₄自身的光催化活性。因此，为了克服这些限制采取了很多措施，例如对g-C₃N₄进行结构设计，g-C₃N₄的元素掺杂，以及构建基于g-C₃N₄的复合材料(Advanced Materials,2015,27,2150-2176)等，使其比表面积增加，延长光生电子空穴对的寿命并促进光生电子的转移。研究表明，构建基于g-C₃N₄的复合材料是提高g-C₃N₄光催化活性的最有前途的方法之一。构建基于g-C₃N₄的复合材料可以提高g-C₃N₄对光的响应能力，延缓光生电子-空穴对的重组并促进光生电子的转移，这对提高g-C₃N₄的光催化性能至关重要。

近年来，已经使用各种类型的材料如金属氧化物，金属硫化物，金属络合物和金属有机骨架材料等来改性g-C₃N₄，并且应用于光催化降解有机污染物等领域(ChemicalReviews,2016,116,7159-7329)。其中，ZIF-8(沸石咪唑类骨架材料8)作为金属有机骨架材料的一种，具有大的比表面积，快速转移电子的能力，优异的化学稳定性，是增强g-C₃N₄光催化性能的理想材料。

基于上述背景，本发明合成了一种在模拟太阳光下具有高催化降解活性的ZIF-8/g-C₃N₄复合物光催化剂。

发明内容

本发明第一个目的是提供一种具有高催化降解活性的ZIF-8/g-C₃N₄复合物的制备方法，所述方法的具体步骤如下：

(1)制备原始g-C₃N₄：将三聚氰胺煅烧后得到原始g-C₃N₄；

(2)制备悬浊液：将g-C₃N₄加入去离子水，超声分散后得到悬浊液；

(3)制备悬浮液：将含六水合硝酸锌的甲醇溶液倒入上述悬浊液中，搅拌得到混合液；再将混合液中加入含有甲基咪唑的甲醇溶液，继续搅拌得到均匀悬浮液；