[发明专利]一种酸改性硅酸盐矿物负载石墨相氮化碳光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开一种酸改性硅酸盐矿物负载石墨相氮化碳光催化剂的制备方法。通过不同的酸改性硅酸盐矿物粉末前驱体和富氮前驱体，利用马弗炉煅烧制得酸改性硅酸盐矿物负载石墨相氮化碳光催化剂固体粉末，即AS(酸改性海泡石)/g‑C₃N₄、AT(酸改性滑石粉)/g‑C₃N₄和AK(酸改性高岭土)/g‑C₃N₄。本发明的制备方法成本低、能耗低、合成工艺简单且催化剂比表面积大。制得的酸改性硅酸盐矿物负载石墨相氮化碳光催化剂具有较强的可见光吸收，应用于光催化分解水制氢和还原二氧化碳，均表现出良好的稳定性和较高的可见光催化活性，在新能源开发领域具有较高的科学意义和应用价值。

技术领域

本发明涉及光催化材料，具体涉及一种酸改性硅酸盐矿物负载石墨相氮化碳光催化剂的制备方法。

背景技术

面对当下全球的能源和环境问题，迫切需要开发清洁可再生能源。光催化分解水和还原二氧化是一种能高效的将太阳能转化为化学能的技术，目前已成为新能源领域的研究热点。开发廉价、高效且稳定的光催化材料是该技术的关键。

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种新型的非金属半导体光催化材料，具有原料廉价、合成简单、无毒无污染、相对较小的带隙和稳定的光学特性等一系列优点，已成为光催化领域的热门材料。然而，g-C₃N₄依旧存在光生电子-空穴对的高复合速率、低电导率、比表面积小和光催化活性不高等缺点。为解决上述问题，增大g-C₃N₄的比表面积是较为有效和简便的手段之一。目前制备大比表面积g-C₃N₄通常采用软/硬模板法、强酸刻蚀法、或者超声剥离法等，虽然制得的大比表面积g-C₃N₄具有较好的光催化性能，但在合成过程中需要使用大量强酸或强碱、长时间水热或超声处理，工艺复杂、成本昂贵、制备周期长且无法规模化生产。

综上可知，研发一种成本低、能耗低、工艺简单、易于规模化的大比表面积石墨相氮化碳的合成方法，具有重要的科学意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种酸改性硅酸盐矿物负载石墨相氮化碳光催化剂的制备方法，具有成本低、能耗低、工艺简单的优点，所得光催化剂比表面积大，且具备良好的光催化活性和稳定性。

本发明的目的

本发明的目的在于提供一种酸改性硅酸盐矿物负载石墨相氮化碳光催化剂的制备方法。

本发明的技术方案

1.一种酸改性硅酸盐矿物负载石墨相氮化碳光催化剂的制备方法，其特征是：

利用酸溶液对硅酸盐矿物(海泡石、滑石粉、高岭土)粉末进行改性，离心干燥研磨制得酸改性硅酸盐矿物粉末前驱体。将制得的前驱体和富氮前驱体分散于无水乙醇中，充分搅拌均匀后，干燥，随后在空气中煅烧处理，再经自然冷却后研磨，制得酸改性硅酸盐矿物负载石墨相氮化碳光催化剂，分别为AS(酸改性海泡石)/g-C₃N₄、AT(酸改性滑石粉)/g-C₃N₄和AK(酸改性高岭土)/g-C₃N₄，具体包括如下步骤：

(1)配制0.5～1.5M酸和0.5～1.5M碱的水溶液，搅拌分散均匀；