[发明专利]一种含氮缺陷介孔氮化碳的制备方法及其应用

说明书

本申请提供一种含氮缺陷介孔氮化碳的制备方法及其应用，所述制备方法包括：将偶氮二甲酰胺与三聚氰胺按重量比(0.1‑0.6)：10混合均匀，并研磨成粉；将研磨得到的粉末煅烧，获得样品；研磨所述样品，即得含氮缺陷介孔氮化碳。本申请提供的含氮缺陷介孔氮化碳的制备方法简单有效，可见光响应强，光生载流子分离效率高，且制备的氮化碳活性好，光催化氧化NO反应时效长，稳定性高，不易失活，具有广阔的应用前景。

技术领域

本申请涉及新材料的制备技术领域，具体涉及一种含氮缺陷介孔氮化碳的制备方法及其应用。

背景技术

聚合物氮化碳(CN)具有非金属半导体的特点，可吸收利用可见光且有着良好的生物相容性。近年来，聚合物氮化碳在光催化氧化去除氮氧化物(NO_x)(Appl.Catal.B:Environ.2017,218,515-524)、光催化分解水制氢(Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,9749-9753)、电催化(J.Mater.Chem.A,2018,6,21941-21948)以及光还原CO₂(J.Am.Chem.Soc.,2017,139(49):18093-18100.)等领域得到广泛应用。

据文献报道，聚合物氮化碳的常见制备方法是在500-600℃，直接煅烧富氮原料如三聚氰胺、尿素和二氰二胺等制得(Chem.Soc.Rev.,2018,47,2298-2321)。但是用这种方法制得的氮化碳比表面积小、光生载流子易复合且可见光响应范围窄，在应用于光催化领域时，活性低且极易失活，即光催化性能较差。

一般认为，提高催化剂的光生载流子分离效率以及拓宽可见光响应范围有利于提高光催化性能。然而，提高氮化碳的光生载流子分离效率通常需要通过复合其他半导体材料来构建异质结(Adv.Mater.,2018,30(25):1800128.)，而拓宽氮化碳可见光响应范围则常需要二次煅烧进行热剥离(Adv.Mater.，2016,28,6471-6477)或掺杂其他元素(Appl.Catal.B:Environ.,2019,248:1-10.)，制备过程繁琐。因此，开发一种简单且高效环保、光生载流子复合效率低，且可见光响应范围宽的氮化碳光催化剂的制备方法，成为目前亟需解决的问题。

发明内容

本申请提供一种含氮缺陷介孔氮化碳的制备方法及其应用，以解决现有制备方法中制备过程繁琐的问题。

本申请的第一方面，提供一种含氮缺陷介孔氮化碳的制备方法，其特征在于，包括：

将偶氮二甲酰胺与三聚氰胺按重量比(0.1-0.6)：10混合均匀，并研磨成粉；

将研磨得到的粉末煅烧，获得样品；

研磨所述样品，即得含氮缺陷介孔氮化碳。

可选的，所述偶氮二甲酰胺与三聚氰胺的重量比为(0.4-0.6)：10。

可选的，所述煅烧的工艺条件为：室温～(480-520)℃，升温时间为46-48min，升温速率为10℃·min^-1；在480-520℃下保温2-3h；而后自然冷却至室温。

可选的，所述煅烧所用的设备为马弗炉。

可选的，所述煅烧是在加盖的氧化铝坩埚中进行的。

本申请的第二方面，提供一种根据本申请第一方面中任意一种制备方法制备而成的含氮缺陷介孔氮化碳，在可见光催化氧化去除氮氧化物(NO_x)中的应用。

本发明提供的含氮缺陷介孔氮化碳的制备方法简单有效，可见光响应强，光生载流子分离效率高，且制备的氮化碳活性好，光催化氧化NO反应时效长，稳定性高，不易失活，具有广阔的应用前景。

附图说明