[发明专利]一种新型石墨相氮化碳聚合物材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种新型石墨相氮化碳聚合物材料的制备方法，其特征在于：氮化碳聚合物材料为层状结构，具有良好的结晶性，化学式为g-C₃N₃，所述氮化碳聚合物材料通过化学或机械方法剥离成单层或少层的二维材料，所述单层二维材料的结构单元如式一所示，其中：虚线为结构单元之间的连接键；

式一；

所述新型石墨相氮化碳聚合物材料采用下述方法制备而成，具体步骤如下：

将适量反应单体和洁净干燥的金属片先后加入到反应器中，然后将所述反应器密封，转移至加热设备中加热至180~300℃，并在180~300℃条件下恒温反应不超过48h，反应结束后，冷却降温，取出金属片，所述金属片表面上负载的类片状物即为新型石墨相氮化碳聚合物材料；

所述反应单体为三聚氯氰、三聚氟氰、2,4,6-三溴-1,3,5-三嗪、2,4,6-三碘-1,3,5-三嗪中的任一种；所述反应单体结构通式如式二所示，其中，取代基X代表Cl、F、Br、I的任一种；

式二；

所述金属片为纯铜片、纯锌片或铜合金、锌合金片中的任一种。

2.根据权利要求1所述的新型石墨相氮化碳聚合物材料的制备方法，其特征在于：所述反应在惰性气体保护下进行或者直接在空气下进行。

3.根据权利要求2所述的新型石墨相氮化碳聚合物材料的制备方法，其特征在于：所述惰性气体为氮气、氩气或二氧化碳中的任一种。

4.根据权利要求1所述的新型石墨相氮化碳聚合物材料的制备方法，其特征在于：所述加热设备为马弗炉、管式炉、烘箱或高温油浴锅。

5.根据权利要求1所述的新型石墨相氮化碳聚合物材料的制备方法，其特征在于：所述洁净干燥的金属片是将金属片依次经去离子水、有机溶剂超声清洗后干燥获得。

6.权利要求1-5任一项所述的方法制备的新型石墨相氮化碳聚合物材料的应用，其特征在于：用于电催化析氢、光电催化析氢，光解水产氢产氧、光催化降解有机污染物。

7.一种光电催化剂，其特征在于：所述光电催化剂为权利要求1-5任一项所述方法制备的新型石墨相氮化碳聚合物材料。