[发明专利]一种g-C3N4/Ni2P复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种g‑C₃N₄/Ni₂P复合材料的制备方法，步骤如下：将硫脲放入坩埚中，煅烧3‑4h，取出产物研磨，继续在空气下，煅烧3‑4h，得到g‑C₃N₄；将Ni(NO₃)₂·6H₂O溶于水中，加入柠檬酸钠，搅拌，滴加NaOH并搅拌后得到悬浮液，离心、干燥，得到Ni(OH)₂；将NaH₂PO₂与Ni(OH)₂混合，研磨，放入瓷舟中，在氩气下煅烧1.5‑2.5h，降至室温，离心清洗，得到Ni₂P；将上述所得的g‑C₃N₄和Ni₂P混匀，研磨，放入瓷舟中，在氩气下煅烧1.5‑2.5h，降温即得。该方法简便、快捷、易操作，制备的g‑C₃N₄/Ni₂P复合材料具有优异的光催化产氢性能。

技术领域

本发明涉及一种g-C₃N₄/Ni₂P复合材料的制备方法。

背景技术

随着全球能源危机和化石燃料燃烧带来的环境污染日益严重，发展可再生、清洁能源是减少环境污染的有效措施之一。氢气是一种清洁的、高效的可再生能源，利用太阳光制备氢气具有广阔的前景。为了转换光能为清洁的氢能，在过去的几十年里，模拟的人工光合作用引起了极大的兴趣。许多科学家致力于研究上述问题，但是仍然存在相当多的限制性因素，例如缺少高效的光催化剂和具有优异稳定性的助催化剂。近来，类石墨烯碳氮化合物（g-C₃N₄）作为一种不含金属的、聚合的光催化剂，由丰度高的元素组成，在广泛pH溶液（pH=1～14）中具有高的热稳定性和化学稳定性，已经作为一种新系列光催化剂被高度重视。g-C₃N₄具有2.7eV合适的带隙和理想的带边缘，适用于太阳光分解水产氢或者产氧以及降解污染物。然而，由于g-C₃N₄产生的光生载流子具有高的复合速率，导致其效率仍然是有限的。为了改变g-C₃N₄的活性，提出了许多方法，例如控制其结构和形貌、与其他半导体或者助催化剂进行耦合等，通过这些方法g-C₃N₄基光催化剂展示出了优异的光催化活性。

本质上来看，实现载流子分离和载流子快速的传输需要及时有效的将光敏材料的光生载流子转移到其表面反应活性位上。采用助催化剂与g-C₃N₄复合是一种可满足此种需要的方法。对光催化析氢反应最好的助催化剂一般是一些贵金属（例如Pt），但是它昂贵的价格限制了它的实际应用。因此，寻找新的丰度高的非贵金属催化剂与g-C₃N₄进行复合是非常值得去研究的。最近，过渡金属磷化物（TMPs）被用作电催化剂和光催化剂，并在酸性或者碱性溶液中显示出了优异的产氢能力。将CoP作为助催化剂和CdS纳米棒结合用于光催化产氢也展示出了优异的光催化性能，其产氢速率可以达到114μmol·h^-1·mg^-1。TMPs作为析氢反应的催化剂具有非昂贵和地球丰度高的优点，同时和其他析氢反应催化剂相比还展示出优异的性能和稳定性。

因此，使g-C₃N₄和优异的助催化剂磷化物结合在一起，获得的复合催化剂可能会产生协同效应而具有优异光催化产氢性能的催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种g-C₃N₄/Ni₂P复合材料的制备方法。

本发明通过下面技术方案实现：