[发明专利]一种杂原子掺杂改性g-C3

说明书

本发明涉及光催化材料技术领域，且公开了一种杂原子掺杂改性g‑C₃N₄异质结光催化降解材料，包括以下配方原料及组分：磷氧共掺杂g‑C₃N₄、氧化石墨烯、SnCl₄、Cr(NO₃)₃、硫脲、分散剂、表面活性剂。该一种杂原子掺杂改性g‑C₃N₄异质结光催化降解材料，磷氧共掺杂g‑C₃N₄，降低了g‑C₃N₄的带隙宽度，增加了g‑C₃N₄的比表面积，提高了对可见光的光响应性，纳米花瓣状的Cr掺杂SnS₂修饰氧化石墨烯，具有超高的比表面积，使SnS₂的带隙变窄，磷氧共掺杂g‑C₃N₄和Cr掺杂SnS₂之间形成Z型复合异质结，通过Z型异质结电子传输转移机制，促进了光生电子和空穴的分离，降低了复合率，可以与水和氧气反应生成羟基自由基和超氧自由基，实现高效的光催化降解过程。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，具体为一种杂原子掺杂改性g-C₃N₄异质结光催化降解材料及其制法。

背景技术

水是生命之源，我国的资源丰富，但是人均占水量很少，随着水污染问题的日益严峻，由水污染导致的缺水事故不断发生，引起了重大的经济损失和严重的社会影响，水污染的污染物主要有无机重金属离子及其化合物，以及有机污染物，如含卤化合物，芳环化合物等，其中甲基红、罗丹明B等有机染料污染物的危害很大，严重破坏了水资源和水体环境。

光催化降解是高效的有机污染物降解方法，是通过光辐射在光催化降解材料上，产生光生电子和空穴，进一步与氧气和水反应，生成活性很强的超氧自由基和羟基自由基，与有机污染物进行氧化反应反应，降解为无毒的小分子，实现光催化降解过程，石墨烯氮化碳g-C₃N₄是一种应用广泛的光催化材料，具有稳定的化学性质，本身无毒无污染，带隙适中并且具有良好的可见光响应活性，在光催化降解、光催化产氢等方面具有广泛的应用，但是g-C₃N₄的可见光吸收波段较窄，对可见光的利用率不高，并且g-C₃N₄的光生电子和空穴很容易复合，大大降低了g-C₃N₄的光化学活性和光催化降解性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种杂原子掺杂改性g-C₃N₄异质结光催化降解材料及其制法，解决g-C₃N₄的可见光吸收波段较窄的问题，同时解决了g-C₃N₄的光生电子和空穴很容易复合的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种杂原子掺杂改性g-C₃N₄异质结光催化降解材料，包括以下原料及组分：磷氧共掺杂g-C₃N₄、氧化石墨烯、SnCl₄、Cr(NO₃)₃、硫脲、分散剂、表面活性剂，其中氧化石墨烯、SnCl₄、Cr(NO₃)₃、硫脲和柠檬酸钠的质量比为5-15:100:1-8:55-65:80-120:400-800。

优选的，所述分散剂为柠檬酸钠、表面活性剂为曲拉通X-100。

优选的，所述磷氧共掺杂g-C₃N₄制备方法包括以下步骤：