[发明专利]活性官能团修饰多孔石墨相碳化氮光催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种活性官能团修饰多孔石墨相碳化氮光催化剂及其制备方法。其技术方案是：先以30～80wt％的无机铵盐和20～70wt％的含氮有机物为原料，混合均匀，得到混合料；再以2～6℃/min的速率将所述混合料升温至500～600℃，保温2～6h，随炉冷却至室温，得到烧成料；然后将所述烧成料用去离子水洗涤2～3次，过滤；将过滤后的滤渣在50～100℃条件下干燥20～24h，制得活性官能团修饰多孔石墨相碳化氮光催化剂。本发明具有工艺简单、生产成本低、节约资源和环境友好的特点；所制备的活性官能团修饰多孔石墨相碳化氮光催化剂比表面积大、光响应范围广和电荷转移性能优异，光催化降解有机污染物及分解水制氢性能优异。

技术领域

本发明属于多孔石墨相碳化氮光催化剂技术领域。具体涉及一种活性官能团修饰多孔石墨相碳化氮光催化剂及其制备方法。

背景技术

目前，能源短缺和环境污染已经成为阻碍人类发展的两大重要难题。因此，开发可再生的清洁能源和治理环境污染一直是科学研究的热点之一。太阳能是一种取之不尽用之不竭的能源，每年照射到地球表面的太阳能能量大约相当于全球总化石能源的1/10。但是直接利用太阳能受地理位置和时间等因素的影响较大，利用率不高。所以，将太阳能转化为化学能和电能等能源是充分利用太阳能的有效途径。经过众多学者的努力，基于光半导体的光催化剂不断完善和创新，使其在环境污染治理、可再生能源(太阳能转化为氢能)、材料、水处理、家电行业和光催化等领域都有巨大的应用潜力。

近年来，以石墨相氮化碳(g-C₃N₄)为代表的有机光半导体直接作为光催化剂的研究呈爆炸式增长。原始g-C₃N₄在光催化领域虽具有制备工艺简单、良好的稳定性和合适的导带价带位置等优点,但存在光响应范围窄、比表面积低和电荷转移性能较差等缺陷，导致光催化性能不理想(Wang X,Maeda K,Thomas A,Takanabe K,Xin G,Carlsson J M,et al.AMetal-free Polymeric Photocatalyst for Hydrogen Production from Water UnderVisible Light.Nat Mater,2009,8(1):76)。