[发明专利]二氧化钛包覆氮化碳复合光催化材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种TiOsubgt;2/subgt;包覆g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：将尿素进行煅烧热解，得g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;；在无水乙醇中先加入g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;，再加入氨水溶液，接着滴加异丙醇钛；随后于60±5℃的水浴反应，反应所得物经离心、洗涤和干燥；最后在空气气氛中于400～600℃热处理1±0.2h，得到TiOsubgt;2/subgt;包覆g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;复合光催化材料。该复合光催化材料用于光催化降解有机染料罗丹明B、甲基橙。

技术领域

本发明属于光催化材料领域，具体涉及一种TiO₂包覆g-C₃N₄复合光催化材料及其制备方法。

背景技术

二氧化钛是一种优异的光催化剂，具有无毒、光/化学稳定性好，价格低廉等优点，被广泛应用于有机物降解领域。然而，锐钛矿型TiO₂禁带宽度为3.2eV，只能吸收λ387nm的紫外光，可见光利用率低；另外，TiO₂在受到激发后产生的光生电子-空穴易复合，光催化活性差，以上问题限制了TiO₂的实际应用。因此拓宽TiO₂光催化剂的光响应范围和提高光生电子-空穴的分离是高效TiO₂光催化剂的研究方向。

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)具有类似于石墨烯的层状结构和sp²杂化的π共轭电子能带结构，其禁带宽度为2.7eV，可利用太阳光谱中波长小于475nm蓝紫光。同时g-C₃N₄具有无毒、易制备、热/化学稳定性好等优点，使其在光催化领域尤其是环境污染物的降解方面表现出巨大的应用前景。将g-C₃N₄与TiO₂进行异质复合结构的构筑，可有效增加可见光响应范围，抑制电子-空穴的复合，提高光催化效率。例如，中国发明专利CN2016101482725公开一种具有弧度片状结构的g-C₃N₄/TiO₂复合光催化材料，用于降解异丙醇。中国发明专利CN2018110958782报道了一种多级蛋壳结构g-C₃N₄/TiO₂复合光催化材料的制备方法，用于高效的降解有机污染物--罗丹明B，吸附半小时，g-C3N4/TiO₂(1:1)复合催化剂的脱色率达到98％。中国发明专利CN2019103784935通过静电纺丝技术制备了片状TiO₂/g-C₃N₄异质结构；用于光催化产氢和污染物降解。

以上公开的方法虽然成功获得了g-C₃N₄/TiO₂复合光催化材料，但存在制备条件苛刻，原材料不环保、异质结构不易控制、不稳定等问题。因此，探索一种条件简单、成本低廉、结构稳定的g-C₃N₄/TiO₂光催化材料的方法十分必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种二氧化钛包覆氮化碳复合光催化材料的制备方法(即，TiO₂包覆g-C₃N₄复合光催化材料的制备方法)，该方法工艺简单，成本低，条件温和，生长过程易于控制，所制备复合材料结构稳定。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种TiO₂包覆g-C₃N₄复合光催化材料的制备方法，包括如下步骤：

1)、将尿素进行煅烧热解，得g-C₃N₄(淡黄色粉体状)；