[发明专利]一种负载银的Z型异质结g-C3N4@Bi4O7纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种负载银的Z型异质结g‑C₃N₄@Bi₄O₇纳米复合材料及其制备方法，该纳米复合材料为g‑C₃N₄、Bi₄O₇、银纳米颗粒组成的三元复合材料，其中，g‑C₃N₄具有片层状结构，银纳米颗粒均匀分散在g‑C₃N₄的片层上，g‑C₃N₄与Bi₄O₇构建成Z型异质结结构，且具有明显界面；所述纳米复合材料中，银纳米颗粒的含量为1～10wt％，Bi₄O₇的含量为10～80wt％，银纳米颗粒和Bi₄O₇晶化良好。本发明采用多次热处理结合光沉积的方法，制备得到一种负载银的Z型异质结g‑C₃N₄@Bi₄O₇纳米复合材料。该纳米复合材料各组分含量可调，且可调范围大，可见光还原金属铬离子效能良好。

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其是涉及一种负载银的Z型异质结g-C₃N₄@Bi₄O₇纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

随着工业的快速发展，水环境中重金属离子污染日益严重，常见的重金属离子污染主要是指汞、铅、铬、铀等。由于重金属离子毒性大、难以降解，且具有长期性和积累性，容易在生物体内富集，进而引起人和动物体内蛋白质及酶变性失活，严重威胁生物和人类的健康。目前处理水体中重金属的常用方法有沉淀法、萃取法、吸附法和膜分离法等，这些方法多会伴随着能耗大、处理不彻底、二次污染等问题。采用光催化剂氧化还原重金属离子是近年来发展起来的一种新型重金属离子处理技术，可在常温常压条件下，同步除去环境中的氧化态和还原态污染物，反应彻底且不产生二次污染，在处理重金属离子废水中显示出独特的优势，受到越来越多人的关注。

1989年，美国加州大学伯利克分校的研究人员首次合成成功了β相氮化碳(β-C₃N₄)，使得氮化碳(C₃N₄)开始进入到科研学术界的视野。1996年，美国弗吉尼亚理工大学的研究人员通过第一性原理演示计算推测出了氮化碳有5种结构，分别是α相、β相、准立方相、立方相和类石墨相(g-C₃N₄)。2009年，Wang等在Nature Materials上首次报道了g-C₃N₄在光催化上的应用。g-C₃N₄最高占据分子轨道(HOMO，+1.4V)和最低未占据分子轨道(LUMO，-1.3V)之间的带隙为2.7eV，因此具备一定可见光响应能力。