[发明专利]一种α-Fe2

说明书

本发明涉及光催化产氢技术领域，且公开了一种α‑Fe₂O₃‑g‑C₃N₄异质结光催化产氢材料，包括以下配方原料：P掺杂g‑C₃N₄空心微球、FeCl₃、CH₃COONa、GeO₂。该一种α‑Fe₂O₃‑g‑C₃N₄异质结光催化产氢材料，使用Ge掺杂α‑Fe₂O₃负载g‑C₃N₄空心微球形成异质结，P掺杂在g‑C₃N₄表面产生离子缺陷，可以捕获光生载流子，同时P掺杂使g‑C₃N₄产生晶格畸变，增加了g‑C₃N₄晶体的不对称性，促进了光生电子和空穴的分离，α‑Fe₂O₃具有带隙较窄，价带电位较高，与α‑Fe₂O₃形成Z型异质结，产生内建电场，为光生载流子的扩散和迁移提供了驱动力，使光生电子保留在g‑C₃N₄的导带上，空穴则留在α‑Fe₂O₃的价带，促进了光生电子‑空穴的分离，并且Ge掺杂进入α‑Fe₂O₃的晶格中，增大了α‑Fe₂O₃的界面导电性，促进了光生电子和空穴的迁移。

技术领域

本发明涉及光催化产氢技术领域，具体为一种α-Fe₂O₃-g-C₃N₄异质结光催化产氢材料及其制法。

背景技术

随着人类社会不断的发展，科学技术的不断进步，人们对地球上不可再生资源如石油，煤炭，天然气等的依赖进一步加深，社会的可持续发展受到了能源短缺问题的严重制约，人口的不断增长和工业化的持续推进对当今的能源环境提出了严峻的要求，研究和开发新型高效的清洁能源成为一项热点，氢能，它作为二次能源，具有清洁、高效、安全、可贮存、可运输等诸多优点，已普遍被人们认为是一种最理想的新世纪无污染的绿色能源。

光催化技术不仅能够利用太阳能分解水制氢，而且还能够降解有机物，成为解决能源与环境问题的有效的手段而备受关注，目前的光催化产氢材料主要有钛酸盐、铌酸盐、钽酸盐、多元硫化物等材料，石墨相氮化碳g-C₃N₄是一种性能优异的n型半导体，具有良好的2.7eV的带隙，并且化学稳定性好、无毒等优点，是一种极具潜力的光催化材料，但是g-C₃N₄的光生电子和空穴很容易复合，大大降低了其光催化活性，并且g-C₃N₄的氧化还原电位较低，不能充分地分解水生成氢气和氧气。

(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α-Fe₂O₃-g-C₃N₄异质结光催化产氢材料及其制法，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α-Fe₂O₃-g-C₃N₄异质结光催化产氢材料，包括以下按重量份数计的配方原料：72-80份P掺杂g-C₃N₄空心微球、4-6份FeCl₃、16-22份CH₃COONa、0.15-0.3份GeO₂。