[发明专利]一种Z型g-C3N4@Ag@Ag3PO4复合光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种Z型g‑C₃N₄@Ag@Ag₃PO₄复合光催化剂的制备方法。首先将尿素置于加盖陶瓷坩埚中，放入马弗炉中在空气气氛下进行煅烧，即得g‑C₃N₄半导体材料。以g‑C₃N₄作为载体，硝酸银和磷酸二氢钠分别作为银离子源和磷酸根离子源，分别以葡萄糖和硼氢化钠作为还原剂，九水合硝酸铁作为氧化剂，精准制备出Ag纳米颗粒介于g‑C₃N₄和Ag₃PO₄之问的Z型g‑C₃N₄@Ag@Ag₃PO₄复合材料，本发明提供的Z型g‑C₃N₄@Ag@Ag₃PO₄复合光催化剂的制备方法具有简单易控、操作方便、成本低、原料绿色无污染等优点，有效地扩宽了光谱吸收范围和降低光生载流子复合，具有良好的应用前景和潜在实用价值。

技术领域

本发明涉及一种Z型g-C₃N₄@Ag@Ag₃PO₄复合光催化剂的制备方法，属于光催化材料及其制备技术领域。

背景技术

近年来，随着现代化工业的发展，能源危机和环境恶化等问题日益严重，使人类面临严峻的生存挑战。半导体光催化能将太阳能转化为化学能，直接降解或矿化有机污染物，因而受到世界各国政府及科研工作者的高度重视。单组分半导体存在产生光生载流子的激子结合能高、光生电子-空穴复合严重、量子效率低、禁带宽度较大等自身因素限制问题，极大的局限了其在光催化领域的应用。设计多组分复合的新型Z 型光催化材料能有效的减小半导体的禁带宽度，扩宽光谱响应范围，同时使导带电势更负，价带电势更正，能有效地降低光生载流子复合，有利于光催化体系中氧化还原反应的发生。

Ag₃PO₄在可见光照射下具有强的光降解活性，但是由于其易发生光自蚀反应，很难作为稳定的可见光催化剂使用，极大的降低了它的实用价值。寻找其它低成本、高效的半导体材料复合成为解决Ag₃PO₄稳定性的有效途径之一。g-C₃N₄是一种廉价、稳定、非金属聚合物半导体，可以吸收太阳光谱中波长小于475nm 的蓝紫光，即在可见光区有吸收。由于其优异的化学稳定性、独特的电子能带结构及能带结构易调控等特点，g-C₃N₄被认为是光催化材料研究领域值得深入探索的半导体之一。

虽然现今已有文献报道了g-C₃N₄与Ag₃PO₄的复合光催化剂，如[Yiming He，LihongZhang，Botao Teng， Maohong Fan.New application of Z-scheme Ag₃PO₄/g-C₃N₄composite in converting CO₂to fuel.Environmental science&technology，2014，49(1)：649-656.]。而以Ag纳米颗粒为纽带，作为g-C₃N₄价带空穴和Ag₃PO₄导带电子复合的桥梁，精准控制合成Ag纳米颗粒介于g-C₃N₄和Ag₃PO₄之间的Z型g-C₃N₄@Ag@Ag₃PO₄复合光催化剂目前还未见报道。

发明内容