[发明专利]一种片层状类石墨相氮化碳g-C3N4材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种片层状类石墨相氮化碳g‑C₃N₄材料及其制备方法。制备出的g‑C₃N₄具有片层状结构。本发明工艺流程简单，原料来源广泛，产品易于制备，重复性好，通过控制锻烧温度制备出的石墨型氮化碳结晶良好、纯度高，产量大，制备效率高。所得产品既适用于作为前体进一步制备宏量高密度氮化碳相的实验合成及性能研究，也可通过金属离子改性，得到可见光催化剂，进一步拓展其应用范围。

技术领域

本发明涉及一种片层状类石墨相氮化碳g-C₃N₄材料及其制备方法，属于材料制备及含能材料技术领域。

背景技术

石墨相氮化碳作为一种新兴的重要有机聚合物光催化材料而备受关注；已经有实验证实，石墨相氮化碳在有机污染物降解、水分解和光催化二氧化碳还原方面具有良好的效果，在光催化领域具有较好的应用前景。

现有的氮化碳制备方法制备出的氮化碳质量性能不稳定，极容易发生质量波动，结晶度、纯度等不甚理想，需要加以改进。

发明内容

本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种工艺流程简单、原料来源广泛、产品易于制备的一种片层状类石墨相氮化碳g-C₃N₄材料及其制备方法。

为此本发明采用的技术方案是：一种片层状类石墨相氮化碳g-C₃N₄材料，制备出的g-C₃N₄具有片层状结构。

一种片层状类石墨相氮化碳g-C₃N₄材料的制备方法，在制备过程中，将经过球磨后的含氨基的有机物前驱物采用多次焙烧的方式进行制备，焙烧温度依次提高制备。

一种片层状类石墨相氮化碳g-C₃N₄材料的制备方法，包括以下步骤:

(1)将含氨基的有机物前驱物加入球磨机中，充分球磨;

(2)取球磨后前驱物在一定温度下焙烧;

(3)将步骤(2)中所得固体进行洗涤、干燥;

(4)将步骤(3)中所得干燥固体，提高温度后再次焙烧即可得具有片层状类石墨相氮化碳g-C₃N₄。

步骤(1)中的含氨基的有机物前驱物选自单氰胺、双氰胺、三聚氰胺、三聚氰酸 硫脲、盐酸胍和尿素中的至少一种。

步骤(1)中的球磨时间为0.5-10小时。

步骤(2)球磨后前驱物在马弗炉中焙烧的温度为370-410℃，时间为0.25-12小时。

步骤(3)中的固体为5-50 g，采用乙醇类溶剂进行洗涤，乙醇类溶剂为50-500 ml；该两种物质的用量根据上述含量同比例放大或缩小。

步骤(3)中的洗涤次数为2-6次，干燥温度为105℃。

步骤(4)中的干燥固体在马弗炉中焙烧的温度为510-610℃，时间为0.25-12小时。

步骤(2)和(4)中样品在马弗炉中焙烧的气氛可选自在空气中、通氮气、通氩气和抽真空的至少一种。

本发明的优点是：本发明工艺流程简单，原料来源广泛，产品易于制备，重复性好，通过控制锻烧温度制备出的石墨型氮化碳结晶良好、纯度高，产量大，制备效率高。所得产品既适用于作为前体进一步制备宏量高密度氮化碳相的实验合成及性能研究，也可通过金属离子改性，得到可见光催化剂，进一步拓展其应用范围。

附图说明