[发明专利]一种g-C3N4/ZnO复合空心微球的制备方法

说明书

一种g‑C₃N₄/ZnO复合空心微球的制备方法，其特征在于，g‑C₃N₄和ZnO的制备与复合同步完成，以廉价的乙酸锌和三聚氰胺为原料，通过喷雾干燥技术得到g‑C₃N₄/ZnO前驱体微球，焙烧后得到g‑C₃N₄/ZnO复合空心微球。所述制备方法工艺简单、便于大规模工业生产，该方法所制备的g‑C₃N₄/ZnO复合空心微球具有分级结构，g‑C₃N₄与ZnO能够均匀复合，在光催化分解水制氢和光催化降解水中有机污染物等光催化材料开发和应用领域有重要应用。

技术领域

本发明属于无机功能材料制备技术领域，涉及一种g-C₃N₄/ZnO复合材料的制备方法，具 体地，涉及一种g-C₃N₄/ZnO复合空心微球功能材料的制备方法。

背景技术

ZnO作为一种典型半导体材料，具有无毒无害、低成本等优势，己成为较理想的光催化 材料之一。但其禁带结合能较大，光生电子空穴的复合率高，其带隙宽度约为3.3e V，只能 在紫外光区域被光子激发，限制了其在光催化领域的应用。近年来，石墨相氮化碳(g-C₃N₄) 因其独特的半导体能带结构和化学稳定性而备受关注。与ZnO相比，g-C₃N₄具有较窄的禁带 宽度(2.2eV)，对可见光有响应，具有非常好的热稳定性和耐酸碱性，廉价易得。将g-C₃N₄与 ZnO复合，由于g-C₃N₄与ZnO的能带位置匹配，有利于提高载流子的分离效率，可显著改善其 光催化性能。目前，制备g-C₃N₄/ZnO的方法主要是先采用热解法制备g-C₃N₄，再利用超声法 将其分散、剥离，然后再利用水热法、回流法、固相法等方法制备g-C₃N₄/ZnO复合材料。这 些制备方法要么g-C₃N₄/ZnO的微观形貌结构难以控制，要么制备方法复杂，产生大量废液， 更重要的是难以实现材料宏量制备，从而影响g-C₃N₄/ZnO复合材料的广泛应用。实验和实践 均证明，催化材料的微观形态结构对其性能有重要的影响。发展一种工艺简单、能大规模生 产、且微观形态结构可控的催化材料制备方法，对于g-C₃N₄/ZnO复合材料在光催化领域的应 用具有重要意义。

发明内容

本发明针对现有技术中制备g-C₃N₄/ZnO复合空心结构催化材料过程复杂、成本高，形貌 难以控制，g-C₃N₄分散性差，特别是难以宏量制备材料等缺点，提出了一种g-C₃N₄/ZnO复合 空心结构的制备方法。该方法工艺简单，便于大规模生产。本发明采用以下技术方案予以实 现：

一种g-C₃N₄/ZnO复合空心结构的制备方法，其特征在于，所述g-C₃N₄/ZnO复合空心结 构是由g-C₃N₄与ZnO复合而成，具有分级空心结构；所述制备方法，以廉价的乙酸锌和三聚 氰胺为原料，通过喷雾干燥技术得到g-C₃N₄/ZnO前驱体微球，焙烧后得到g-C₃N₄/ZnO复合 空心微球，实现g-C₃N₄与ZnO的制备与复合同步完成。所述制备方法包括下述步骤：