[发明专利]石墨相氮化碳泡沫复合氧化亚铜量子点光催化材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨相氮化碳泡沫复合氧化亚铜量子点光催化材料及其制备方法。其技术方案是：将10～15质量份无水甲醇和10～15质量份过氧化氢溶液溶于100质量份CuSO₄溶液中，搅拌，再加入0.1～0.5质量份g‑C₃N₄泡沫，搅拌；然后于氮气气氛和300W汞灯照射下反应1～5h，过滤，洗涤，干燥，制得石墨相氮化碳泡沫复合氧化亚铜量子点光催化材料；所制制品的催化活性高。所述g‑C₃N₄泡沫的制备方法是：将5～14质量份g‑C₃N₄加入100质量份去离子水中，混匀后加入1.7～2.0质量份十二烷基磺酸钠、1.7～2.0质量份十二醇和1.7～2.0质量份树脂胶，经低速搅拌和高速搅拌后加入5～14质量份结合剂，继续搅拌，成型，冷冻干燥，80～100℃干燥，得到g‑C₃N₄泡沫。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域。具体涉及一种石墨相氮化碳泡沫复合氧化亚铜量子点光催化材料及其制备方法。

背景技术

光催化还原CO₂技术是一种利用光催化材料将太阳能转化为化学能的过程，是在吸收太阳光后其价带上的电子受到激发跃迁到导带，产生具有强还原能力的光生电子，从而将CO₂还原成CO、CH₄、CH₃OH和HCOOH等可进行燃烧提供能源的物质。

光催化材料作为光催化系统的核心工作组件，其结构、性能直接决定了光催化反应效能。g-C₃N₄作为一种非金属聚合物半导体材料，由于具有很好的化学稳定性、热稳定性、合适的禁带宽度(2.7eV)、合适的导带(CB，-1.3V)和价带(VB，1.4V)位置，在光催化还原CO₂技术领域表现出极大的应用前景，但粉末态的g-C₃N₄催化剂也存在CO₂吸附位点不足、光生电子和空穴复合率高的问题。

近年来，很多报道提出在g-C₃N₄基础上复合第二相半导体材料来降低光生电子和空穴的复合几率，如“一种ZnO/g-C₃N₄复合光催化剂的制备方法”(CN 102950016 B)专利技术、“一种可见光活性的g-C₃N₄/Zn₃(VO₄)₂复合光催化剂的制备方法”(CN 106179439 B)专利技术和一种g-C₃N₄/SiO₂异质结光催化剂制备方法”(CN 106391086 A)专利技术，主要是通过其他半导体材料与g-C₃N₄形成异质结，减少电子和空穴的复合，但并未有效改善粉末态g-C₃N₄对CO₂气体的吸附能力。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种石墨相氮化碳泡沫复合氧化亚铜量子点光催化材料的制备方法；该方法制备的氧化亚铜尺度小，制备的石墨相氮化碳泡沫复合氧化亚铜量子点光催化材料催化活性高。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

步骤一、将10～15质量份的无水甲醇和10～15质量份的过氧化氢溶液溶于100质量份的CuSO₄溶液中，搅拌均匀，得到混合液Ⅰ；再向所述混合液Ⅰ中加入0.1～0.5质量份的g-C₃N₄泡沫，搅拌10～20min，得到混合液Ⅱ。

步骤二、将所述混合液Ⅱ在氮气气氛和300W汞灯照射的条件下反应1～5h，得到反应液。