[发明专利]一种g-C3

说明书

本发明属于复合纳米粒子合成的领域，公开了一种g‑C₃N₄包覆金属的核壳结构纳米复合物的制备方法。利用简单微波反应法，将纳米级金属粉末和尿素共同研磨并混合均匀在保护气氛下通过微波对于磁性纳米颗粒加热作为反应条件，反应1～10分钟后将保护气下的样品放置在液氮中快速冷却并合成g‑C₃N₄包覆金属球壳结构纳米粒子；所述g‑C₃N₄包覆金属核壳型纳米粉体，具有以磁性金属为内核，外层包覆的g‑C₃N₄。本发明所制备的g‑C₃N₄包覆金属核壳型纳米粉体复合物，具有制备工艺简单、样品结构均一化高、绿色环保、易于规模化生产等优点。制备g‑C₃N₄包覆金属核壳型纳米粉体对于研究光催化和电催化(析氢反应)等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种g-C₃N₄包覆金属的核壳纳米复合物制备方法。

背景技术

包覆型金属纳米颗粒有着独特的物理化学性质，而且包覆层对所包覆的金属粒子具有保护作用，拓展了这类纳米颗粒材料的应用范围，使这种材料在化学、材料、物理等领域有着巨大的潜在应用价值。在电学领域，包覆型金属纳米颗粒因其界面单元所占比例极大，以及尺寸和界面效应使得它具有优异的电学性能，如高导电率、高介电性，这种材料在电学量子器件上的应用是目前一个研究热点。在催化剂领域，包覆型金属纳米粒子可以作为催化剂载体，在光电催化方面已经取得了良好的进展。而在光学领域，由于包覆型金属纳米材料小尺寸效应，使其具有块体材料所不具备的特殊光学性能。材料非线性光学、光吸收、光反射、光传输过程中的能量损耗等都与材料颗粒尺寸有很强的关联，纳米级包覆型金属材料可应用到特殊性能的光学器件中。

到目前为止，有关碳包覆金属纳米材料的制备方法已被广泛报道，其中比较常见的方法有电弧法、离子束法、激光法、化学气相沉积法、高温处理法等。其中，电弧法是碳包覆金属纳米材料制备方法中最常用的一种方法。碳包覆金属纳米材料最初由美国Rouff组在电弧法蒸发气化掺La阳极石墨棒时发现的。离子束法也是一种研究较早的、理想的制备碳包覆金属纳米材料的方法，采用离子溅射共沉积钻、碳制备纳米薄膜，然后进一步热处理得到碳包覆型纳米材料。激光法是利用激光作为能源，在不同气体保护下热解碳源来制备碳包覆金属纳米材料的一种方法。激光法之所以曾吸引了广大研究者的关注，是由于激光法可以通过光的频率改变来控制其能量的输出，所以是一种易控的方法，重复性较高,但其所需设备比较昂贵，使得这种方法在应用上受到了很大限制。化学气相沉积法是制备碳包覆纳米材料一种比较常用的，也是研究较多的方法。通常是以有机气体、液体为碳源，在金属纳米颗粒的催化作用下，通过气相沉积作用生成碳包覆金属纳米材料。高温处理也被用于制备碳包覆金属纳米材料。高温处理法是热解共聚物制备微孔碳，通过浸渍法将欲包覆的金属与微孔碳形成复配物在氢气气体保护下进行高温热解处理，最终得到碳包覆金属纳米材料。

发明内容

该发明的目的是提供一种微波法快速简单制备g-C₃N₄包覆金属核壳纳米复合物的方法，其中首先制备纳米级的金属纳米粒子，通过微波辐照下将混合均匀的金属纳米粒子和尿素快速制备成核壳结构的g-C₃N₄包覆金属纳米复合物。

具体技术方案如下：

一种石墨相氮化碳(g-C₃N₄)包覆金属的核壳结构纳米复合物的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将磁性金属纳米粒子与尿素按照1:10～30的质量比均匀混合并共同研磨。