[发明专利]一种衬底上构建的g-C3

说明书

本发明属于能源技术领域，具体涉及一种衬底上构建的g‑C₃N₄连续膜及制备方法。针对现有技术尚且无法有效的一步制备出连续的、能够不借助其他载体的连续薄膜材料的技术问题，本申请提供了一种具有自支撑性能的g‑C₃N₄连续膜及制备方法，包括如下步骤：将原料粉体置于炉管上风口，衬底置于炉管下风口，通入Ar/CCl₄气体加热反应一段时间，即可在衬底上获得g‑C₃N₄连续薄膜。该制备方法可依据应用目的，通过调整气流量及原料剂量调整生成的薄膜厚度，制备过程简单，应用于生产具有重要意义。

技术领域

本发明属于能源技术领域，具体涉及一种衬底上构建的g-C₃N₄连续膜及通过衬底制备g-C₃N₄连续膜的方法。

背景技术

太阳能的利用有望解决当前人类面临的能源与环境问题，且其具有储量丰富、价格便宜、绿色环保等一系列优点越来越受到社会各界的关注。近年来，光催化技术作为一种有效利用太阳能资源，并将其转化为化学能的新技术，能够将水分解成氢气和氧气，以解决能源与环境方面的相关问题。然而，光催化技术目前面临着光催化效率低，以及部分光催化剂稳定性差，催化剂回收难等问题。因此，改进催化剂制备方法，提高催化剂效率以及可回收性成为进一步推广光催化剂应用的必然要求。

g-C₃N₄作为一种无金属的光催化剂，具有合适的禁带位置，有效的可见光吸收效率以及高的稳定性，无毒，易制备等优点成为近年来广受关注的光催化剂。但是粉体g-C₃N₄催化剂回收问题成为限制其推广应用的一个主要因素。探索新的制备方法，将粉体固定在一定衬底上，或者制备自支撑薄膜材料以替代粉体材料成为提高g-C₃N₄催化剂可回收效率以及重复使用率的一种有效途径。

李明等人以尿素为原料，采用管式炉高温加热的方式制备出片层状石墨相氮化碳纳米材料，该文献中通过管式炉加热后获得的仍然是一种粉末状的材料，后续需要加入粘合剂赋予粉末一定的外形，才能够作为电极等进行使用。而粘合剂的加入不仅增加了工艺步骤，还会影响电极材料的性能。公开专利 CN106206773A中提供了一种石墨型氮化碳薄膜修饰电极的制备方法，在保护气氛下，通过加热氮化碳原料使其气化后附着在导电基底材料上，从而获得一种石墨相氮化碳薄膜修饰的电极。该制备方法获得的电极，石墨相氮化碳薄膜与导电基底结合较为牢固，可作为电极进行使用，但其表面附着的氮化碳为颗粒状，实质还是一种粉体，不具备自支撑性能。

综上所述，现有技术尚且无法有效的一步制备出连续的、能够不借助其他载体的连续薄膜材料，开发一种有效的制备方法来制备自支撑薄膜成为亟待解决的一个科学与工程问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种具有自支撑性能的g-C₃N₄连续膜及制备方法。本申请中采用管式炉制备g-C₃N₄自支撑薄膜，通过将原料与衬底置于炉管的两端，将原料置于CCl₄气体氛围中加热，反应完成后在衬底上即可获得g-C₃N₄连续薄膜。本申请中制备的g-C₃N₄连续薄膜可轻松的从衬底上剥离，不借助其他载体，是一种连续薄膜材料，该连续薄膜的厚度可以依据使用目的进行调节。

为了实现上述技术效果，本申请技术方案如下：