[发明专利]一种可见光催化纳米材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种可见光催化纳米材料的制备方法及其应用，所述可见光催化纳米材料的制备方法包括将三聚氰胺进行高温煅烧后研磨收集粉末，得g‑C₃N₄；将Ni(NO₃)₂·6H₂O和三聚氰胺混合，然后在氮气保护下，加热至600～800℃后煅烧2～4h，冷却，再将冷却产物浸泡在酸溶液中，然后水洗，得到CNNi；将g‑C₃N₄、钛酸四丁酯、CNNi和异丙醇混合制成悬浮液，然后在搅拌作用下向所述悬浮液中加入氢氟酸，再将所述悬浮液在高压反应釜中反应，形成TCNCNNi_‑40；将所述TCNCNNi‑40在保护性气体氛围下进行煅烧，制得可见光催化纳米材料。本发明制备了一种g‑C₃N₄/TiO₂复合光催化材料，增强了光催化材料在可见光区的催化活性。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，具体涉及一种可见光催化纳米材料的制备方法及其应用。

背景技术

目前半导体光催化剂中TiO₂是研究最多并且有实际应用的，TiO₂在多种反应中显示出作为理想和强效光催化剂的巨大潜力。TiO₂的导带边主要起还原性作用，价带边主要起氧化性作用。然而，由于TiO₂具有较宽的带隙能和较短的电子-空穴对复合时间，因此其在光催化方面的应用仅限于紫外活化。目前尽管为解决这些问题作出了许多努力，但取得的成果非常有限，因此，提高光生载流子的分离效率、减小带隙，增强其在可见光区的催化活性仍然是TiO₂光催化剂研究的核心问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种可见光催化纳米材料的制备方法及其应用，旨在增强TiO₂光催化剂在可见光区的催化活性。

为实现上述目的，本发明提出一种可见光催化纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

将三聚氰胺进行高温煅烧后研磨收集粉末，得g-C₃N₄；

将Ni(NO₃)₂·6H₂O和三聚氰胺混合，然后在氮气保护下，加热至600～800℃后煅烧2～4h，冷却，再将冷却产物浸泡在酸溶液中，然后水洗，得到CNNi；

将g-C₃N₄、钛酸四丁酯、CNNi和异丙醇混合制成悬浮液，然后在搅拌作用下向所述悬浮液中加入氢氟酸，再将所述悬浮液在高压反应釜中反应，形成TCNCNNi_-40；

将所述TCNCNNi-40在保护性气体氛围下进行煅烧，制得可见光催化纳米材料。

可选地，将三聚氰胺进行高温煅烧后研磨收集粉末，得g-C₃N₄的步骤，包括：

将三聚氰胺以2～10℃/min的加热速率加热至400～600℃后煅烧3～5h，煅烧完毕后对煅烧产物进行研磨并收集粉末，得g-C₃N₄。

可选地，将Ni(NO₃)₂·6H₂O和三聚氰胺混合，然后在氮气保护下，加热至600～800℃后煅烧3h，冷却，再将冷却产物浸泡在酸溶液中，然后水洗，得到CNNi的步骤中：

所述Ni(NO₃)₂·6H₂O和三聚氰胺的质量比为0.020～2.120g：0.035～3.731g；和/或，

加热至600～800℃的过程中，加热速率为2～20℃/min。