[发明专利]一种质子化氮化碳-β-SiC复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种质子化氮化碳－β－SiC复合材料的制备方法，其包括以下步骤：制备g－C₃N₄/β－SiC；将三聚氰胺、β－SiC放入装有甲醇的烧瓶中，在室温下搅拌混合均匀，蒸馏回收甲醇，得粉末样品；对粉末样品进行加热得g－C₃N₄/β－SiC；将g－C₃N₄/β－SiC加入浓盐酸中，室温下进行搅拌，待搅拌完毕，抽滤并洗涤，干燥得质子化氮化碳－β－SiC(质子化g－C₃N₄/β－SiC)。本发明的有益效果为：本发明使用纳米级β－SiC为掺杂原料之一，成功制备了一种质子化氮化碳－β－SiC(质子化g－C₃N₄/β－SiC)复合材料，该材料具有较大的比表面积，均匀疏松的形貌结构和优异的异质结构造，能有效抑制光电子/空穴对的重组，使得复合材料的能带隙适度变宽，从而促进光生载流子的迁移速率，有效地提高了材料的光催化活性。

技术领域

本发明涉及化合物合成技术领域，具体涉及一种质子化氮化碳-β-SiC复合材料的制备方法。

背景技术

半导体材料的开发被认为是生产可再生能源和减少环境污染的有效方法之一，多年来发展性能优异，成本低廉，高效利用太阳能的半导体光催化剂是人们关注的研究前沿。其中g-C₃N₄由于具有良好的可见光响应性质，较好的热稳定性、制备简单且能直接利用太阳能而引起了人们的广泛关注。然而g-C₃N₄比表面积小，可见光响应范围窄，光生电子空穴对易重组的缺陷制约了其进一步应用。为此人们开发了多种改性提质方法，如模板法、掺杂法与其它半导体复合构建异质结法、质子化方法等，且在提高g-C₃N₄等光催化剂的光生电子/空穴对的分离效率方面取得了不少进展，尤其值得关注的是，质子化修饰g-C₃N₄并调节其电子带隙的策略依然具有一定的价值。

最近，基于β-SiC和g-C₃N₄的能带排列较好的匹配，能够形成异质结，并为分离和传输光生电子/空穴对提供了合适的驱动力的认知基础，黄丰等报道了g-C₃N₄/SiC复合材制备并应用于光催化产氢性能的研究，获得了有意义的结果。但由于其采用的SiC为商业购买的微米级粉体，其晶型为α-SiC和β-SiC的混合相，并未有效开发利用纳米级的纯晶相β-SiC复合材料的制备及其光催化性能，而纳米化是提高光催化剂比表面积，进行形貌调控，调整电子特性以及表面功能化改性的重要途径之一，鉴于此，开发纳米级的纯晶相β-SiC复合材料的制备方法及其光催化性能依然具有潜在的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米级的纯晶相β-SiC为半导体材料之一，并主要采用质子化掺杂改性制备出质子化氮化碳-β-SiC复合材料的方法。

一种质子化氮化碳-β-SiC复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备g-C₃N₄/β-SiC；将三聚氰胺、β-SiC放入装有甲醇的烧瓶中，在室温下搅拌混合均匀，蒸馏回收甲醇，得粉末样品；对粉末样品进行加热得g-C₃N₄/β-SiC；

(2)将g-C₃N₄/β-SiC加入浓盐酸中，室温下进行搅拌，待搅拌完毕，抽滤并洗涤，干燥得质子化氮化碳-β-SiC。