[发明专利]一种石墨相氮化碳材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨相氮化碳材料的制备方法，属于光催化剂领域。本发明包括以下步骤：红外加热富氮有机小分子，得到石墨相氮化碳材料，所述红外加热的温度为550～1200℃，所述红外加热的时间为5～30min，所述红外加热的升温速率为25～30℃/s。本发明实现了快速、高效、温度可控地制备石墨相氮化碳材料，所制备出的石墨相氮化碳材料具有较大的比表面积和优异的光催化性能。实施例的数据表明，本发明制得的石墨相氮化碳材料具有宽光谱响应，其响应范围可达到近600nm，且光催化分解水产氢性能优异。

技术领域

本发明涉及光催化剂技术领域，尤其涉及一种石墨相氮化碳材料的制备方法。

背景技术

在过去几十年里，由于地球上有限的化石燃料资源不断消耗引发了诸多的能源短缺与环境污染等一系列问题，引发了人类的反思与关注。寻找清洁，可持续使用的能源成为了人类当前重中之重，而太阳能和氢能则可谓取之不尽、用之不竭，石墨相氮化碳材料(g-C₃N₄)作为一种富氮的光催化剂材料，可以吸收光能并将水分解产生氢气，具有原料廉价易得、环境友好、高的热稳定和化学稳定性等优点，逐步引起人们的重视。

石墨相氮化碳材料现有的制备方主要为以富氮的小分子为前驱体，通过水热合成、高温热聚等工艺制备，所需时间数小时到几十小时甚至更长，制作工艺流程繁琐，消耗时间长、能量多，效率低下，不利于工业化大生产，改进的方法是通过微波炉微波辅助加热制备氮化碳材料，达到了在很快的时间(5～20分钟)内制备出了氮化碳材料，但是微波加热温度不可控，并不能实时监测并加以控制制备，导致了每次实验的偶然性较大。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种石墨相氮化碳材料的制备方法，实现了快速、高效、温度可控地制备石墨相氮化碳材料。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种石墨相氮化碳材料的制备方法，包括以下步骤：

红外加热富氮有机小分子，得到石墨相氮化碳材料，所述红外加热的温度为550～1200℃，所述红外加热的时间为5～30min，所述红外加热的升温速率为25～30℃/s。

优选地，所述富氮有机小分子有机物为尿素、三聚氰胺、硫脲或二氰二胺。

优选地，所述红外加热的温度为600～900℃。

优选地，所述红外加热的温度为700℃。

优选地，所述红外加热的时间为10～20min。

优选地，所述红外加热的装置为RPT红外快速升温炉。

优选地，所述富氮有机小分子置于氧化铝坩埚中。

优选地，所述红外加热的光源为红外灯管。

本发明提供了一种石墨相氮化碳材料的制备方法，包括以下步骤：红外加热富氮有机小分子，得到石墨相氮化碳材料，所述红外加热的温度为550～1200℃，所述红外加热的时间为5～30min，所述红外加热的升温速率为25～30℃/s。本发明实现了快速、高效、温度可控地制备石墨相氮化碳材料，所制备出的石墨相氮化碳材料具有较大的比表面积，高达131.14m²/g，和优异的光催化性能。实施例的数据表明，本发明制得的石墨相氮化碳材料具有宽光谱响应，其响应范围可达到近600nm，且光催化分解水产氢性能优异，产氢速率为73.57μmol/h。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为实施例1制备的石墨相氮化碳材料的X射线衍射图谱；

图2为实施例1制备的石墨相氮化碳材料的红外图谱；