[发明专利]一种三明治构型的g-碳三氮四/二氧化钛复合光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种三明治构型的g‑碳三氮四/二氧化钛复合光催化剂的制备方法，其方法在于：将g‑C₃N₄分散于乙醇中，再滴加入适量的钛酸正丁酯，加入氨水调节pH值，最后煅烧得到产品。产品的特点是结构为三明治构型，这有利于g‑C₃N₄与TiO₂充分的接触。产品制备简单，成本低廉，具有良好的光催化性能，可在短时间内利用可见光清除水体中剧毒的Cr(VI），具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种三明治构型的g-碳三氮四/二氧化钛复合光催化剂的制备方法，属于光催化剂领域。

背景技术

随着环境问题和能源危机的加剧，最大程度的利用太阳能通过光催化材料来去除环境污染物是非常重要的技术之一。二氧化钛因为无毒、低成本、稳定等特点受到广泛关注。但是因为二氧化钛的宽带隙和光生电子空穴的高复合率，很大程度上限制其应用。因此，开发新的具有可见光响应和高电子空穴分离效率的TiO₂类光催化剂显得尤其重要。g-碳三氮四/二氧化钛（g-C₃N₄/TiO₂）是一种新型的无机光催化材料，它的能带间隙窄，可吸收可见光，并且热稳定性高，容易制备，成本低廉。但是纯的g-C₃N₄存在比表面积小，电子空穴复合率高等不足[Industrial & Engineering Chemistry Research, 2013, 52(48):17140~17150]。

基于TiO₂和g-C₃N₄的特点，将两者以合适的方法制备成复合材料，有利于发挥二者的长处，弥补各自的不足。复合材料的制备方法对于材料的性能有着直接的影响，因此，发展简单高效的TiO₂，g-C₃N₄的复合方法，对于最大限度地发挥二者的优点具有积极意义。

基于以上背景，我们发展了一种TiO₂，g-C₃N₄的复合方法，由此获得的g-C₃N₄/TiO₂复合材料具有新颖的三明治构型，即片状的g-C₃N₄两面都紧密的负载上了颗粒状的TiO₂。这种构型，有利于g-C₃N₄充分地与TiO₂接触，从而提高整体的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三明治构型的g-碳三氮四/二氧化钛（g-C₃N₄/TiO₂）复合光催化剂的制备方法。

本发明采取如下手段：

（1）通过常规的三聚氰胺煅烧法制备g-C₃N₄；

（2）将g-C₃N₄分散于乙醇中，所加量为：5mg g-C₃N₄加入至100 mL乙醇中，得到g-C₃N₄浓度为0.05mg/mL的分散液；

（3）逐滴加入钛酸正丁酯，所加量为：1-6 mL；

（4）加入0.35 mL质量百分浓度为28%的浓氨水；

（5）45℃下搅拌反应24小时，离心分离得到固体产品，用乙醇洗涤三次以上，之后60℃干燥过夜；

（6）将（5）所得产品在Ar保护下，由室温以2℃/min的升温速率升温至450℃，在450℃煅烧2 h，即得到最终产品。