[发明专利]一种g-C3

说明书

本发明公开了一种g‑C₃N₄光催化剂涂层及其制备方法和应用。是以g‑C₃N₄光催化材料为前驱体，磷酸二氢铝为无机粘合剂、氧化镁为固化剂，以涂刷或喷涂的方式涂覆于基底上，烘干后，经酸化处理和高温焙烧获得的g‑C₃N₄光催化剂涂层。解决了光催化剂材料在光催化涂层中的包裹问题，能够提高涂层光催化性能，减少光催化材料的用量，降低涂层成本。通过精确调节酸度和腐蚀时间，实现最佳涂层质量和催化性能。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种高光催化效率的g-C₃N₄涂层及其制备方法。

背景技术

光催化材料具有净化气体和水体的功能，具有一定的应用价值。在实际应用过程中，光催化材料如何应用是重要的研究内容，关系到光催化材料功能的正常发挥。光催化材料涂层在光催化材料的实际应用上具有节约催化剂用量、利于气固/液固分离和提高光利用面积的优点，因而在实际应用中被广泛采用。但是光催化涂层的制备过程存在诸多制约光催化性能的因素，最显著的问题是光催化剂在涂层中被粘合剂的包裹问题。实现光催化材料在光催化涂层表面暴露是光催化材料能够正常工作的关键因素。截至目前，采用有机、无机粘合剂的专利和文献对光催化涂层中催化剂的包裹问题都鲜有关注。通过实验测试发现，将催化剂和粘合剂混合后进行涂刷制备的光催化涂层光催化性能显著降低甚至没有表现出活性。造成这一问题的原因就是光催化剂材料的包裹问题，解决光催化材料的包裹问题能够提高涂层光催化性能，减少光催化材料的用量，降低涂层成本，因而具有十分重要的意义。石墨相碳化氮 (g-C₃N₄)具有在可见光条件下光催化分解水的性能后，石墨相碳化氮(g-C₃N₄)材料开始被科研学者广泛关注。石墨相碳化氮(g-C₃N₄)的组成成分为地球蕴藏丰富的碳和氮两种元素构成。

发明内容

本发明的目的是提供一种高光催化效率的g-C₃N₄涂层及其制备方法，解决光催化剂材料在光催化涂层中的包裹问题，能够提高涂层光催化性能，减少光催化材料的用量，降低涂层成本。

本发明采用的技术方案为：一种g-C₃N₄光催化剂涂层，是以g-C₃N₄光催化材料为前驱体，磷酸二氢铝为无机粘合剂、氧化镁为固化剂，以涂刷或喷涂的方式涂覆于基底上，烘干后，经酸化处理和高温焙烧获得的g-C₃N₄光催化剂涂层。

优选的，所述g-C₃N₄光催化材料为比表面积为0.5～300m²/g的纳米颗粒、纳米片及多孔结构。更优选的，所述g-C₃N₄光催化材料为通过乙醛处理三聚氰胺前驱体得到的比表面积为0.5～300m²/g的纳米颗粒、纳米片及多孔结构。

一种g-C₃N₄光催化剂涂层的制备方法，包括如下步骤：

1)取g-C₃N₄光催化材料和适量的氧化镁粉末于研钵内均匀研磨，然后逐滴加入磷酸二氢铝溶液，将研钵内的混合物均匀搅拌，然后以涂刷或喷涂的方式涂覆于基底上，将所得薄膜烘干；

2)将烘干后的薄膜经酸化处理和高温焙烧获得g-C₃N₄光催化剂涂层。

优选的，上述的一种g-C₃N₄光催化剂涂层的制备方法，按质量比，g-C₃N₄光催化材料:磷酸二氢铝＝1:0.1～1:5。