氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108380237A(43)申请公布日2018.08.10(21)申请号201810419179.2B01D53/72(2006.01)(22)申请日2018.05.04(71)申请人辽宁大学地址110000辽宁省沈阳市沈北新区道义南大街58号(72)发明人郭强韩东远范晓星韩宇王绩伟宋朋(74)专利代理机构沈阳杰克知识产权代理有限公司21207代理人胡洋(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)B01J35/10(2006.01)B01J35/02(2006.01)B01D53/86(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂及其制备方法与应用，制备方法如下：1)将三聚氰胺，双氰胺，硫脲尿素等富氮有机物放入坩埚内在220-420℃温度间进行高温煅烧处理并保持0.5-10h，冷却，得前驱体；2)将前驱体研磨，在惰性气体环境下进行煅烧，得到产物为氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂。利用本发明的方法制备的氮缺陷石墨相氮化碳的纳米材料，能够提供更多的催化反应位点，同时氮缺陷可以捕获光生电子，有效使光生电子-空穴分离，降低复合率，提高光催化活性。利用所获得的光催化剂，在可见光照射下可以有效地降解有机污染物。CN108380237ACN108380237A权利要求书1/1页1.氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂，其特征在于，制备方法如下：1)将富氮有机物放入坩埚内，在220-420℃温度间进行高温煅烧处理并保持0.5-10h后自然冷却，得前驱体A；2)将前驱体A研磨直接在惰性气体环境或空气环境下进行煅烧，得到目标产物氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂；或将前驱体A进行酸处理，得前驱体B，将前驱体B研磨，在惰性气体或空气环境下进行煅烧，得到目标产物氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂。2.如权利要求1所述的氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂，其特征在于，步骤2)中所述酸处理具体为：首先将前驱体A溶于去离子水中加热搅拌，然后逐滴加入草酸，将所得混合液放入烘箱中加热烘干，得前驱体B。3.如权利要求2所述的氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂，其特征在于，所述前驱体A溶于去离子水配制成浓度为0.01-3mol/L的溶液。4.如权利要求2所述的氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂，其特征在于，所述加热搅拌的加热温度为40-99℃。5.如权利要求2所述的氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂，其特征在于，所述烘箱中加热烘干的温度为80-250℃。6.如权利要求2所述的氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂，其特征在于，每克前驱体A对应加入0.375-3g草酸。7.如权利要求1所述的氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂，其特征在于，所述步骤1)中富氮有机物为三聚氰胺、双氰胺、硫脲或尿素。8.如权利要求1所述的氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂，其特征在于，所述步骤2)中在惰性气体环境或空气环境下进行煅烧，煅烧的温度为450-550℃，煅烧时间为1-10h。9.如权利要求1所述的氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂，其特征在于，所述步骤2)中在惰性气体环境或空气环境下于管式炉中进行煅烧，煅烧温度为450-600℃，煅烧时间为1-8h。10.如权利要求1所述氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂在可见光下催化降解气体污染物异丙醇中的应用。2CN108380237A说明书1/5页氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及氮缺陷氮化碳纳米片光催化剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着人类社会的发展，环境污染问题日益突出，亟待解决，在众多的环境净化方法中，光催化环境净化技术备受关注。光催化技术是一种环境友好型技术，可以利用太阳光实现降解有机污染物，具有无二次污染、可循环再生等特点。近年来，石墨相氮化碳作为一种无金属材料受到了科研工作者的极大关注，石墨相氮化碳具有相对较小的带隙和稳定的光化学特性，在降解有机污染物，氮氧化物还原等领域有着广泛的应用。但是目前的石墨相氮化碳存在比表面积小，光生电子易复合，量子效率低等问题导致光催化活性不高。因此科研工作者为了提高石墨相氮化碳的活性做了很多的研究，如通过与其他材料的复合来提高活性，也有的利用金属、非金属掺杂来改变体系结构提高活性。众所周知，固有缺陷可以促进光催化活性，缺陷不仅可以改变电子结构，而且可以充当反应活性位点，还可以提高光催化材料的量子效率，作为陷阱捕获电子抑制电子与空穴的复合，因此缺陷的研究对提高光催化材料有重要的作用。但是以往的研究报道的氮缺陷材料颗粒尺寸大，比表面积