[发明专利]g-C3N4纳米片插层花状TiO2微球及其制备方法

说明书

本发明提供一种g‑C₃N₄纳米片插层花状TiO₂微球及其制备方法，包括以下步骤：将尿素放入密闭氧化铝坩埚中，在马弗炉中热处理，冷却，得到g‑C₃N₄粉体；将g‑C₃N₄置于玛瑙研钵中研磨，然后将其分散到冰乙酸中并超声处理，得到g‑C₃N₄冰乙酸悬浮液；将上述悬浮液持续搅拌，然后再逐滴加入钛酸丁酯（TBT），滴加完毕后继续搅拌；然后再转移至反应釜中，密闭后置于烘箱中水热反应；待反应釜冷却至室温，将反应产物离心分离，并依次用去离子水和无水乙醇反复洗涤反应产物，干燥处理；将干燥后的粉体放入马弗炉中，热处理，即可得到g‑C₃N₄纳米片插层花状TiO₂微球。本发明将g‑C₃N₄纳米片以插层的形式负载于TiO₂微球的纳米片中，不仅具有较大的比表面积，还拓宽其对光响应范围。

技术领域

本发明是g-C₃N₄纳米片插层花状TiO₂微球及其制备方法，属于光催化技术领域。

背景技术

二氧化钛（TiO₂）是一种化学稳定，无毒，应用广泛，制备方法简单的光催化剂。但是TiO₂的禁带宽度较宽，对光的吸收利用率较低，因此大大降低了TiO₂的光催化效率和应用范围。近年来，聚合物型半导体材料g-C₃N₄因其禁带宽度较窄，对可见光具有响应，热稳定性和化学稳定性高，制备方法简单且成本低廉，引起广泛的关注。将窄禁带半导体g-C₃N₄和宽禁带半导体TiO₂制成复合光催化剂，不仅可以拓宽其对光的吸收利用率，而且可以降低电子-空穴的复合几率，从而提高光催化剂的光催化性能。

现有技术中，g-C₃N₄和TiO₂的复合方法多采用将g-C₃N₄均匀包覆在TiO₂微球的表面，由于这种方式仅仅在TiO₂微球的表面与g-C₃N₄形成异质结，电子-空穴的复合几率仍然很高，不能有效提高TiO₂的光催化性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种g-C₃N₄纳米片插层花状TiO₂微球及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明将g-C₃N₄纳米片以插层的形式负载于TiO₂微球的纳米片中，不仅具有较大的比表面积，还拓宽其对光响应范围；同时，g-C₃N₄纳米片和TiO₂微球复合形成的插层结构能有效抑制光生电子和空穴的复合，从而实现了光催化剂在可见光下活性的提高。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：g-C₃N₄纳米片插层花状TiO₂微球的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将尿素放在密闭氧化铝坩埚中，置于马弗炉中热处理一段时间，自然冷却至室温，得到g-C₃N₄粉体；

步骤二：将步骤一得到的g-C₃N₄粉体置于玛瑙研钵中研磨，然后将研磨后的g-C₃N₄粉体分散到一定量的冰乙酸中，超声处理，得到g-C₃N₄冰乙酸悬浮液；