[发明专利]一种高催化活性g-C3N4的制备方法和用途

摘要

本发明属于纳米材料合成技术领域，利用简单的水热反应和热聚合法两步合成一种高效率非金属半导体碳化氮光催化剂，可用于可见光下分解水产氢气。通过调控水热反应过程中不同盐酸的量，经简单的水热反应和热聚合两步法制备出高催化活性的g‑C₃N₄催化剂。分别考察它们以相同催化剂量(20mg)条件，在可见光照射下光催化分解水产氢的活性。光催化结果显示：两步合成的g‑C₃N₄相比于常规热聚合法合成的g‑C₃N₄，能够有效提升光催化分解水产氢的活性。

主权项

1.一种高催化活性g‑C₃N₄的制备方法，通过调控水热反应过程中不同盐酸的量，经简单的水热反应和热聚合两步法制备出高催化活性的g‑C₃N₄催化剂，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：将不同体积的市售盐酸稀释到一定体积的蒸馏水中，得到盐酸溶液A；步骤2：分别称取一定量的三聚氰胺加入盐酸溶液A中，搅拌反应后，转移到聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，水热反应，等冷却到室温后，用蒸馏水洗涤、干燥，得到前体A¹；步骤3：将得到的前体A¹转移于圆形坩埚中，并盖上坩埚盖子水平置于马弗炉中，以2.3℃/min的升温速率将马弗炉升温至550℃，并在该温度下反应4h，等自然冷却至室温，无需研磨最终即得到蓬松的高催化活性的g‑C₃N₄催化剂；所述的盐酸与蒸馏水体积比为0.5‑2.5：30，盐酸的质量浓度为37％；所述的三聚氰胺质量与盐酸的体积比为2.0g：0.5‑2.5mL；搅拌反应时间为30min；水热反应温度为180℃，水热反应时间为24h。