[发明专利]封闭自增压策略制备白色石墨相氮化碳的方法

说明书

本发明涉及封闭自增压策略制备白色石墨相氮化碳的方法，具体涉及石墨相氮化碳制备方法领域。本申请由于该预设含氮材料在加热之后产生聚合反应的过程中会释放的气体，在气体和热量的作用下该管式炉内的压强会升高，然后冷却之后得到白色石墨相氮化碳，本申请得到的白色石墨相氮化碳与现有技术得到的黄色石墨相氮化碳相比，比表面积从46.34m²g^‑1增加到95.10m²g^‑1，白色石墨相氮化碳的厚度降到平均约4.8nm，在光催化降解罗丹明B中，降解速率从0.009min^‑1提高到0.035min^‑1，速率提高了3倍，在光催化产氢的反应中，反应速率从32.9μmol h^‑1(1316μmol h^‑1g^‑1)提高到202.9μmol h^‑1(8116μmol h^‑1g^‑1)，提高了5倍，极大地增加了催化的效率。

技术领域

本发明涉及石墨相氮化碳制备方法领域，主要涉及一种封闭自增压策略制备白色石墨相氮化碳的方法。

背景技术

随着全球工业化的发展，环境污染特别是水体有机污染问题日益突出，严重危害着人们的健康和正常生活。与此同时，日益突出的能源短缺危机也困扰着当今社会，利用清洁能源和可再生能源替代不可再生化石能源成为当今社会日益关注的焦点。从社会和个人两个角度有效解决清洁可再生能源和环境污染控制问题具有重要意义。半导体光催化技术是解决上述问题的重要途径，也是当前的一个重要研究热点。目前，开发高效、经济、环保的太阳能响应光催化剂仍是一大挑战。

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种无金属光催化材料，具有合适的禁带宽度和价带边缘电位，可见光响应，稳定性好，环境友好，原料来源广。基于g-C₃N₄的光催化材料的发展引起了世界各国学者的广泛关注。g-C₃N₄在光催化制氢、光催化降解有机污染物、光催化合成、光催化消毒等方面的应用得到了广泛的研究。

几十年来，采用溶剂热法、固相合成法、电化学沉积法和热聚合法等方法合成了具有纳米片、空心球、空心纳米管、纳米棒结构和量子点等多种形貌的g-C₃N₄。其中，热聚合法以其操作简单、制备周期短等优点，被广泛应用于以富氮材料为前驱体的合成g-C₃N₄。然而，尽管g-C₃N₄具有层状结构，但g-C₃N₄的比表面积较低，光生载流子易于复合，限制了其作为光催化材料的应用。将大块氮化碳剥离成几层超薄结构，可以在一定程度上解决这一问题。超薄的g-C₃N₄纳米片具有很少甚至是单层的结构，不仅可以提高其比表面积，提供更多的反应活性位点，而且可以更容易地将光生载流子转移到材料表面，降低光生载流子复合的几率，提高光催化效率。通常，超薄g-C₃N₄纳米片通过热氧蚀刻、超声波分散和酸碱蚀刻、溶剂热剥离从大块g-C₃N₄中剥离。

但上述方法，会在制备石墨相氮化碳的时候产生额外环境污染和添加其他辅料的情况下，并且生产的石墨相氮化碳为黄色石墨相氮化碳，黄色石墨相氮化碳的光生载流子复合的几率较大，光生载流子的寿命较短，进而使得该石墨相氮化碳在催化过程中催化效率较低。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种封闭自增压策略制备白色石墨相氮化碳的方法，以解决现有技术中的上述方法，会在制备石墨相氮化碳的时候产生额外环境污染和添加其他辅料的情况下，并且生产的石墨相氮化碳为黄色石墨相氮化碳，黄色石墨相氮化碳的光生载流子复合的几率较大，光生载流子的寿命较短，进而使得该石墨相氮化碳在催化过程中催化效率较低的问题。