[发明专利]一种原位合成二氧化铈/石墨相氮化碳复合光催化材料的方法

说明书

本发明涉及一种原位合成二氧化铈/石墨相氮化碳复合光催化材料的方法，包括以下步骤：(1)将从双氰胺前驱体得到的g‑C₃N₄纳米片加入KOH溶液中搅拌一定时间，(2)加入Ce(NO₃)₃·6H₂O溶液静置一定时间，(3)得到的沉淀经离心分离、洗涤、真空干燥后，得到产物：CeO₂/g‑C₃N₄复合光催化材料。与现有技术相比，本发明步骤简单、安全，原料廉价、环保，所得材料循环性能好，在去除水体污染物实验中表现出优异的光催化活性。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种原位合成二氧化铈/石墨相氮化碳复合光催化材料的方法。

背景技术

半导体光催化技术是一种理想的、高效的利用太阳能解决环境问题的技术。在污染物的光催化氧化还原降解的过程中，重金属离子可以在光生电子的作用下还原为低价的无毒金属离子。而有机物可以通过光生空穴的氧化作用降解为无毒的无机物。但是现有的光催化剂还存在一些缺陷，为了提高可见光的吸收效率以及抑制光生电子和光生空穴的二次复合，通常会将一种半导体光催化剂和另外一种半导体光催化剂复合。将g-C₃N₄和CeO₂复合，构筑半导体异质结结构近年来受到了广泛的关注，并且在环境催化方面展现出了优异的性能。

CeO₂和g-C₃N₄目前的主要复合方法包括：水热法、共沉淀法等，其中以水热法合成的报道较多。如专利申请号2019100901655公开了一种二氧化铈/石墨相氮化碳复合材料及其在光催化中的应用，是先在马弗炉中烧结得到g-C₃N₄，然后将制得的g-C₃N₄加入硝酸亚铈水溶液，接着加入尿素和EDTA，共同转入高压反应釜反应制得CeO₂/g-C₃N₄复合材料。专利申请号2019108658182公开了一种二氧化铈纳米球-氮化碳复合可见光催化剂的制备方法，是先通过碱刻蚀的方法制得二氧化铈纳米球，然后氮化碳溶于甲醇溶液并超声，接着加入制得的二氧化铈纳米球，超声至甲醇完全挥发，最后在马弗炉中烧结得到复合产物。专利申请号201510841674.9公开了一种氧化铈/石墨烯量子点/类石墨烯相氮化碳复合光催化材料及其制备方法，是通过三聚氰胺和草酸铈共同烧结得到镶嵌氧化铈的石墨相氮化碳，然后在反应釜中制备氮掺杂石墨烯量子点，最后将镶嵌氧化铈的石墨相氮化碳水溶液和氮掺杂石墨烯量子点溶液混合，洗涤、干燥得到氧化铈/石墨烯量子点/类石墨烯相氮化碳复合光催化材料。由上述复合工艺得出：虽然两步合成能得到结构规则的产物，但是合成过程比较复杂。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有制备方法过程复杂而提供一种路径简单、成本低廉、效率优良的合成二氧化铈/石墨相氮化碳复合光催化材料的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种原位合成CeO₂/g-C₃N₄复合光催化材料的方法，包括以下步骤：

(1)将从双氰胺前驱体获得的g-C₃N₄纳米片加入碱溶液中搅拌一定时间；

(2)加入Ce(NO₃)₃·6H₂O溶液静置一定时间；

(3)将得到的沉淀经离心分离、洗涤、真空干燥后，得到产物CeO₂/g-C₃N₄复合光催化材料。