[发明专利]一种超薄多孔片状g-C3

说明书

本发明公开了一种超薄多孔片状g‑C₃N₄光催化剂的制备方法，所述g‑C₃N₄以尿素为前驱体，甲醇为气体模板，采用热聚合方法制备而成，包括如下步骤：1)称取6~7g的尿素并研磨充分，置于透明石英坩埚中，并将其在马弗炉中以2~5℃/min的速率升温至520~580℃并保温2~4h，随炉冷却至室温，即得到g‑C₃N₄；2)称取6~7g的尿素加入不同的甲醇溶液中，在水浴锅50℃条件下进行搅拌，分散均匀后倒入透明石英坩埚中，在马弗炉中以2~5℃/min的速率升温至520~580℃并保温2~4h，随炉冷却至室温，即得到一种超薄多孔片状多孔g‑C₃N₄光催化剂。这种催化剂制备方法简单，成本低，在光催化降解方向表现出较高的活性，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及到光催化降解领域，具体是一种超薄多孔片状g-C₃N₄光催化剂的制备方法及应用。

背景技术

当前，随着全球经济发展所依赖的不可再生能源（天然气、煤炭、石油等）的持续减少，能源短缺以及环境污染成为影响人类可持续发展的两大重要问题，因此，寻求清洁、可持续的再生能源是当今各个国家努力的方向。而半导体光催化技术是一种有效的应对环境危机的绿色技术。

环境污染，尤其是空气中挥发性有机物和水体有机物污染是当今社会亟需解决的重要问题，寻求高效、低成本、无二次污染的新技术的研究热度日益高涨。作为高级氧化技术的一员，半导体光催化技术在环境修复领域以其绿色高效、可持续的特点展现出巨大的应用前景，吸引了研究者们的广泛关注。光催化技术的核心是设计高效稳定的光催化材料，并研究其对太阳光/可见光光催化性能。石墨相氮化碳具有独特的Π电子结构、优异的化学稳定性以及可见光吸收性能进入了人们的视野。然而，体相g-C₃N₄存在比表面积小、光生载流子复合率高以及可见光吸收范围窄等缺点导致了光催化降解有机污染物的效率较低。为了解决以上问题，我们需要对体相g-C₃N₄进行改性处理。

常见的一些改性手段主要包括：元素掺杂，构筑异质结，形貌的调控，碳或氮空位缺陷的控制等。已见报道的策略主要集中在元素掺杂、微观形貌等方面的研究，实际上并不能满足高效稳定催化剂的设计要求，因此我们需要构建丰富的活性位点和促进光生载流子的分离来进一步提高光催化活性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种超薄多孔片状g-C₃N₄光催化剂的制备方法及应用。这种催化剂增强了体相g-C₃N₄的可见光响应，减少了g-C₃N₄的电荷转移内阻，增强了其在可见光下降解罗丹明b的活性，具有广泛的应用前景。

实现本发明目的的技术方案是：

一种超薄多孔片状g-C₃N₄光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1) 称取6~7g的尿素研磨充分，放置于透明石英坩埚中，将其在马弗炉中以2~5℃/min的速率升温至520~580℃并保温2~4h，随炉冷却至室温，即得到g-C₃N₄，记作CN；

2)称取6~7g的尿素加入不同容积的甲醇溶液中，在水浴锅50℃条件下进行搅拌，分散均匀后倒入透明石英坩埚中，在马弗炉中以2~5℃/min的速率升温至520~580℃并保温2~4h，随炉冷却至室温，即得到含有碳缺陷片状多孔g-C₃N₄光催化剂。

所述步骤1)中的尿素质量为6.372g；

所述步骤2)中的尿素质量为6.372g，甲醇溶液的容积分别为30ml、50ml、70ml、90ml，分别记为CN-30、CN-50、CN-70、CN-90。