[发明专利]产氢类石墨相氮化碳光催化剂的制备方法

说明书

本发明属氮化碳光催化剂制备领域，尤其涉及一种产氢类石墨相氮化碳光催化剂的制备方法，包括如下步骤：（1）称取尿素与碳酸铵并进行搅拌混合；（2）将所得混合物转移至坩埚中煅烧，得到2D‑g‑C₃N₄光催化剂载体；（3）将钨源溶解于无水乙醇中，再加入所得2D‑g‑C₃N₄光催化剂载体，超声振荡后，将所得悬浊液转移至水热釜中加热，即得目的产物产氢类石墨相氮化碳光催化剂。本发明工艺路线简单，制备的W₁₈O₄₉/2D‑g‑C₃N₄异质结光催化剂含有大量的氧空位，有LSPR效应，具有高产氢降解活性及全光谱响应特性，且光腐蚀不明显。

技术领域

本发明属氮化碳光催化剂制备领域，尤其涉及一种产氢类石墨相氮化碳光催化剂的制备方法。

背景技术

近几年来，随着社会发展，世界上的人口数量迅速增长，现代工业也突飞猛进，全球的一次性能源消耗巨大，使用传统的化石能源并不是长久之计，因此，开发绿色新能源是眼下重要的问题。氢能无疑作为最清洁能源映入人们眼帘，而高效获得氢能始终是我们亟须解决的问题。

现如今，染料在生产生活中应用广泛，这也是染料废水增加的一个重要原因。通过着色过程后，残余染料随废水直接排出，进入环境，造成污染。染料废水一般具备非常大的排量、较高的色度、较强的毒性、组分复杂、自我降解能力差，降解时间长、废物中有机物在废物中的占比较大等特点，是一种难处理的工业类型的废水。罗丹明B，即RhB，就是氧杂蒽染料中的重要代表物，因拥有便宜价格、色泽鲜艳、稳定性较好、脂溶性较好等特点，是不法厂商用于化妆品，食品等的着色剂的不二之选，危害人们的身体健康。随着RhB工业化生产技术逐渐成熟，应用日益普遍，大量废水排放会严重损害水环境，因此完善罗丹明B染料废水的处理方法十分重要。

现在比较常用的处理方法主要是物理方法和生物方法两种，物理方法就是通过吸附污染物质，或者过滤污染物而达到净化的目的，生物方法一般就是制造生物膜来对污水进行过滤。但常规处理工艺处理效率低、成本偏高、二次污染严重，RhB难以通过传统的物化或生化法得到有效处理。目前，染料废水处理的高级氧化技术在不断发展，有很多处理印染废水的化学方法被发现，通过反应来使污染物降解，如应用光催化反应降解污染物就是一种绿色又高效的污染物处理方法。其中，光催化氧化技术同其它常规水处理技术相比，可有效去除水中有机污染且不引起二次污染，设备构造更简单、操作更便捷、反应条件更宽泛、适用范围更大、效率更高、能耗更低、氧化性能更强、更为绿色环保，所以备受环境工作者推崇。

自从日本学者发现二氧化钛在有阳光参与时可以用来分解水，获得我们认为清洁的能源-氢气，光催化技术和光催化材料就受到了无数科研工作者的关注。而传统的半导体材料带隙很宽，例如TiO₂和ZnO，这些只对波长很短，频率很高的不可见紫外线有吸收作用。然而，紫外线仅占太阳能的4％左右，这使得传统半导体材料对太阳能的利用效率较低。严重地制约了传统半导体材料在光催化制氢、光催化降解污水等光催化领域中的应用。在太阳光当中，有54.1％都属于我们人类肉眼可见的可见光区，因此大力研发对可见光响应的新型半导体材料是促进光催化产氢以及降解污水等清洁技术发展的最重要的因素之一。