[发明专利]一种可用于气体分离的g-C3

权利要求书

1.一种可用于气体分离的g-C₃N₄二维纳米片膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将三聚氰胺或氨腈置于管式炉中，惰性气氛中煅烧，所述惰性气氛为氮气气氛；所述煅烧是在500~800 ℃保温2~10 h后冷却至室温，升温或降温的速率为2~5 ℃/min，得到块状的g-C₃N₄；

（2）将块状的g-C₃N₄研磨成粉末，分散于有机溶剂中，所述有机溶剂是指能使g-C₃N₄粉末稳定保存于其中的有机溶剂，包括N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-吡咯烷酮、甲酰胺、丙酮或1,3-丁二醇；块状的g-C₃N₄研磨成粉末分散于有机溶剂中的浓度为0.5~5 mg/mL，超声，所述超声的时间为4~24 h；静置；所述静置的时间为8~12 h；再离心至下清液无沉淀，取上清液即为g-C₃N₄二维纳米片溶液，低温保存；步骤（2）中，所述离心转速为3000~8000 rpm；所述低温保存的温度是在-4~4℃保存；

（3）以经过活化处理的多孔载体为基底，所述多孔载体包括阳极氧化铝膜、聚砜酰胺膜、磺化聚砜膜或聚丙烯腈膜，且多孔载体的孔径为160~200 nm，所述活化处理是将多孔载体采用盐酸多巴胺溶液、十二烷基苯磺酸钠溶液或全氟磺酸溶液浸泡20~24 h；所述盐酸多巴胺溶液的浓度为2 mg/mL；所述十二烷基苯磺酸钠溶液的浓度为5 mg/mL；所述全氟磺酸溶液的质量浓度为5%；利用二维纳米片成膜技术将g-C₃N₄二维纳米片沉积于基底上，所述二维纳米片成膜技术是指真空抽滤、液滴-浇铸法、层层自组装或化学气相沉积；所述真空干燥是在真空条件下，于温度20~25℃干燥15~28 h，真空干燥去除膜上残留的有机溶剂，得到负载于多孔载体上的g-C₃N₄二维纳米片膜，即所述可用于气体分离的g-C₃N₄二维纳米片膜。

2.由权利要求1所述的制备方法制得的可用于气体分离的g-C₃N₄二维纳米片膜，其特征在于，厚度为900 nm~2 μm。

3.权利要求2所述的可用于气体分离的g-C₃N₄二维纳米片膜在气体分离中的应用，其特征在于，包括如下步骤：

将所述可用于气体分离的g-C₃N₄二维纳米片膜密封安装于气体膜分离装置中，启动气体膜分离装置，将氢气与不同动力学直径及特征的气体分子进行分离。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述不同动力学直径及特征的气体分子包括二氧化碳、氮气、甲烷或乙烷。