[发明专利]一种彩色氮化碳基薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种彩色氮化碳基薄膜及其制备方法。该彩色氮化碳基薄膜通过修饰单体和主前驱体硫脲混合的改性前驱体经过多步热沉积法在基底上形成。该彩色氮化碳基薄膜的颜色可以通过改变修饰单体的种类和添加量来调节；该彩色氮化碳基薄膜具有较好的光电催化活性，同时兼具装饰功能，并且成本低廉，工艺简单，具有较高的实用性。

技术领域

本发明属于功能性薄膜制备领域，具体涉及一种彩色氮化碳基薄膜及其制备方法。

背景技术

近年来，石墨相氮化碳(g-CN)薄膜光电极被研究用于水分解制氢，因其低廉的成本，简单的合成工艺，化学稳定性好，无毒等优点，使其逐渐成为研究热点。

目前制备氮化碳薄膜多采用旋涂氮化碳粉末于基底上，所制备的薄膜致密性差，光电催化活性弱。另一种一步热沉积法则不适宜采用硫脲作为主前驱体，所制备的薄膜多孔，与基底的结合力低，相应的光电极暗电流大，说明电极不稳定。

此外，当氮化碳薄膜光电极铺设于建筑上时，还要考虑其美观等问题。目前现有技术中还没有出现过相关研究。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种彩色氮化碳基薄膜，该彩色氮化碳基薄膜可以同时具有光电催化分解水制氢和装饰等两种功能，以兼顾其在应用中的美观问题。

本发明的第二个目的是提供一种彩色氮化碳基薄膜的制备方法。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种彩色氮化碳基薄膜，该彩色氮化碳基薄膜的颜色为彩色；所述彩色不包括褐色。

其中，所述彩色相对于无彩色(如黑、白、灰)而言，指除了黑、白、灰以外的任何一种颜色。

优选地，所述彩色为绿色、多彩色、黄色、桔红色、蓝色或紫色。

优选地，该彩色氮化碳基薄膜的前驱体包括硫脲和修饰单体；

所述修饰单体为邻苯二甲醛、葡萄糖、水杨酸、巴比妥酸、柠檬酸、甲醛、磷酸、盐酸、硝酸和甲酸的一种或者两种以上的组合。

优选地，所述彩色氮化碳基薄膜通过以下制备方法得到：

采用硫脲为主前驱体与修饰单体混合成为改性前驱体；所述改性前驱体经过多步热沉积法沉积成膜，形成彩色氮化碳基薄膜。

优选地，所述多步热沉积法包括以下步骤：

将改性前驱体于400℃～500℃发生初步聚合，得到初步聚合物；

将初步聚合物于500℃～650℃沉积成膜，得到所述彩色氮化碳基薄膜。

在本发明中，可以通过改变修饰单体和/或修饰单体与硫脲的比例，改变最终彩色氮化碳基薄膜的颜色，以获得不同颜色的氮化碳基薄膜。

优选地，所述修饰单体与硫脲的质量之比为0.1～1。

优选地，所述彩色氮化碳基薄膜的厚度为50nm～1000nm。

本发明另一方面提供一种彩色氮化碳基薄膜的制备方法，该制备方法采用硫脲为主前驱体，所述主前躯体经过多步热沉积法沉积成膜，形成彩色氮化碳基薄膜。

进一步地，该制备方法采用硫脲为主前驱体与修饰单体混合成为改性前驱体；所述改性前驱体经过多步热沉积法沉积成膜，形成彩色氮化碳基薄膜。进一步地，该制备方法包括以下步骤：

将硫脲或改性前驱体于将初步聚合物于500℃～650℃沉积成膜，得到所述彩色氮化碳基薄膜。