[发明专利]富氮三维介孔碳氮化物的制备及其传感和光催化性质

权利要求书

1.一种介孔碳氮化物(CN)材料，其具有三维基质，原子氮与碳(N:C)之比为1.4至1.7，带隙为1.8eV至3eV。

2.根据权利要求1所述的介孔CN材料，其中所述带隙为约2.2eV。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的介孔CN材料，其中所述材料为黄色。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的介孔CN材料，其中所述材料的表面积为250m²/g至325m²/g，孔体积为0.2cm³g^-1至0.6cm³g^-1，孔径为2nm至5nm，或其任意组合。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的介孔CN材料，其还包含助催化剂。

6.根据权利要求5所述的介孔CN材料，其中所述助催化剂包括钛、镍、钯、铂、铑、钌、钨、钼、金、银或铜，或其组合。

7.根据权利要求6所述的介孔材料，其中所述助催化剂是铂金属。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的介孔CN材料，其中所述C₃N₅基质基于3-氨基-1,2,4-三唑。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的介孔CN材料，其中所述材料是光催化活性材料。

10.一种用于从水生产氢气(H₂)的光催化方法，所述方法包括：

(a)使权利要求1至9中任一项的介孔材料与水接触以形成反应物混合物；和

(b)将所述反应物混合物暴露于光以由水形成氢气。

11.一种C_1-2烃酸传感器，其包含权利要求1至8中任一项所述的介孔材料。

12.根据权利要求11所述的传感器，其中所述C_1-2烃酸包括甲酸、乙酸或两者。

13.一种产生权利要求1至9中任一项所述的富氮介孔材料的方法，所述方法包括：

(a)获得模板反应物混合物，其包含具有选定孔隙率的煅烧介孔KIT-6模板和质子化3-氨基-1,2,4-三唑；

(b)加热所述模板反应物混合物以形成CN/KIT-6复合材料；

(c)对所述CN/KIT-6复合材料热处理至450℃至550℃的温度，以形成立方介孔碳氮化物材料/KIT-6复合物；和

(d)从所述立方介孔碳氮化物材料/KIT-6复合物中除去所述KIT-6模板。

14.根据权利要求13所述的方法，其中步骤(b)的加热包括：

加热至90℃至110℃、优选约100℃的第一温度，持续4至8小时，优选6小时；和

将温度升高至150℃至170℃，优选约160℃，持续4至8小时，优选6小时。

15.根据权利要求13至14中任一项所述的方法，其中热处理温度为约500℃。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中所述CN/KIT-6复合材料在惰性气体气氛下加热。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述惰性气体是氩气。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，其中获得所述模板反应物混合物包括将煅烧KIT-6X添加至3-氨基-1,2,4-三唑和盐酸的水溶液中。