[发明专利]富含低价态锌离子的Zn/氮化碳异质结材料的制备方法及产品和应用

权利要求书

1.一种富含低价态锌离子的Zn/氮化碳异质结材料的制备方法，氮化碳分子式为C₃N₄，其特征在于利用金属改性g-C₃N₄材料，通过真空化学气-固相反应法将锌金属离子引入到g-C₃N₄基底中，制备出富含低价态Zn⁺离子的Zn/C₃N₄异质结材料，包括下述步骤：

第一步、氢化g-C₃N₄材料的制备

①按照质量比为1：1~5称取三聚氰胺和硫酸铵，研磨均匀后将得到的白色粉末移入到管式炉内；

②使用管式炉之前事先通入高纯Ar气排掉管式炉中的残留空气；接着在还原性H₂/Ar混合气体的条件下，煅烧4小时后，冷却至室温经过研磨即得到氢化的g-C₃N₄材料；

第二步、含Zn⁺离子的Zn/C₃N₄异质结复合材料的制备

将氢化g-C₃N₄材料和金属单质Zn颗粒按照（5~15）:1摩尔比置于反应器的两端，在高真空条件下对反应器封口并置于管式炉中，利用化学气-固相反应法将金属离子扩散到氢化g-C₃N₄中，得到富含低价态Zn⁺离子的Zn/C₃N₄异质结材料。

2.根据权利要求1所述富含低价态Zn⁺离子的Zn/氮化碳异质结材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，煅烧温度为500~600 ℃。

3.根据权利要求1所述富含低价态Zn⁺离子的Zn/氮化碳异质结材料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的反应器是指一端密闭一端开口的硬质玻璃管或者石英管。

4.根据权利要求1或3所述富含低价态Zn⁺离子的Zn/氮化碳异质结材料的制备方法，其特征在于，在真空度高于0.02 Pa高真空条件下对反应器封口并置于管式炉中。

5.根据权利要求1所述的富含低价态Zn⁺离子的Zn/C₃N₄异质结材料的制备方法，其特征在于，所述的化学气-固相反应法是指将反应器从室温开始以1~5℃/min的升温速度升至400 ~ 600 ℃并保温5 ~ 20小时。

6.一种富含低价态Zn⁺离子的Zn/C₃N₄异质结材料，其特征在于根据权利要求1-5任一所述方法制备得到。

7.一种根据权利要求6所述富含低价态Zn⁺离子的Zn/C₃N₄异质结材料在光解水制氢中作为可见光催化的应用。