[发明专利]铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂，该铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂包括氮化碳，氮化碳中掺杂硫元素形成硫掺氮化碳，硫掺氮化碳表面修饰有铬酸银。其制备方法包括以下步骤：将三聚氰胺、三聚硫氰酸与超纯水混合均匀，烘干，得到混合物；将混合物进行煅烧，研磨，得到硫掺氮化碳；将硫掺氮化碳、银离子溶液和重铬酸盐溶液混合进行反应，得到铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂。本发明铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂，具有吸光能力强、光生电子‑空穴复合率低、光催化性能好、稳定性好等优点，是一种新型的光催化材料，其制备方法具有工艺简单、条件易控制、成本低等优点，适合于大规模制备，有利于工业生产。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，涉及一种铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂及其制备方法。

背景技术

随着社会的不断发展，水资源污染及短缺问题越来越明显，急需寻找到一种节能、环保、高效的水污染治理技术解决这些问题。光催化技术是通过半导体光催化剂在光照条件下具有的氧化还原能力净化污染物，已展现出良好的运用前景。近年来，氮化碳（g-C₃N₄）作为一种非金属型半导体光催化剂，因其合适的能带位置、化学性能稳定、廉价易制备等特性而受到广泛关注。理论上g-C₃N₄的能隙约为2.7 eV，能利用波长为460 nm以下的太阳光。然而，g-C₃N₄存在比表面积小、光吸收性能差、光生电子-空穴易重组、光催化性能弱等问题极大限制了g-C₃N₄的应用。为了改善g-C₃N₄的光催化性能，通常利用掺杂、构建异质结等方法提升g-C₃N₄光催化材料的对光谱的吸收范围，加快光生电子-空穴分离速度，从而提升光催化剂的光催化性能。非金属硫元素掺杂是一种安全有效的掺杂方法，它对改善g-C₃N₄的电子结构发挥着重要的作用，但是现有硫掺氮化碳合成过程繁琐复杂，且引入了其他物质N,N-二甲基甲酰胺，这可能会引入氧元素，从而对催化剂性能产生不利影响。另外，铬酸银（Ag₂CrO₄）是一种银基半导体光催化剂，其较小的能隙（1.7 eV）能对可见光很好的响应，增加光催化剂对可见光的吸收，但是通过构建Ag₂CrO₄/ g-C₃N₄异质结结构仍然无法有效改善氮化碳的结构特性和光学特性，从而难以提高催化剂的性能，使得光催化剂的实际应用受到严重限制。因此，获得一种吸光能力强、光生电子-空穴复合率低、光催化性能高、稳定性好的铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂，对于进一步扩大光催化技术的应用范围具有重要意义。

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，提供一种吸光能力强、光生电子-空穴复合率低、光催化性能高、稳定性好的铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂，还提供了一种工艺简单、条件易控制、成本低的铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂，所述铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂包括氮化碳，所述氮化碳中掺杂硫元素形成硫掺氮化碳，所述硫掺氮化碳表面修饰有铬酸银。

上述的铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂，进一步改进的，所述铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂中铬酸银的质量百分含量为10%～40%。

上述的铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂，进一步改进的，所述铬酸银为颗粒状；所述硫掺氮化碳为棒状。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的铬酸银/硫掺氮化碳Z型光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将三聚氰胺、三聚硫氰酸与超纯水混合均匀，烘干，得到混合物；