[发明专利]红外染料敏化氮化碳三元异质结纳米材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.红外染料敏化氮化碳三元异质结纳米材料的制备方法，其特征在于，首先将三聚氰胺加热后研磨得淡黄色粉末，将淡黄色粉末分散于硝酸溶液中，经水热合成法制备g-C₃N₄纳米片；另将富勒烯C₆₀按质量体积比1:3mg/mL的比例超声分散于68wt.%的浓硝酸中，于130~150℃油浴锅中回流3~5 h，3000-8000 rpm收集沉淀并用去离子水洗涤至中性得功能化富勒烯C₆₀，然后将1份g-C₃N₄纳米片、0.5~1份功能化富勒烯C₆₀分散于1份水中得g-C₃N₄@C₆₀复合物；最后在上述复合物中加入质量比为1.0%~3.0%的5mg/mL吲哚花菁素染料IR-806水溶液并搅拌，离心后重悬分散于水中得g-C₃N₄@C₆₀@IR-806复合材料；进一步加入体积比10%的10mg/mL羧基聚乙二醇mPEG-COOH溶液，室温下搅拌反应完成PEG功能化，得红外染料敏化氮化碳三元异质结纳米材料。

2.根据权利要求1所述红外染料敏化氮化碳三元异质结纳米材料的制备方法，其特征在于，所述三聚氰胺加热研磨的具体步骤为，置于马弗炉中以3 ℃/min的速率从室温升至600 ℃，保持2 h，得淡黄色固体，淡黄色固体置于玛瑙研钵中研磨至少30 min，得淡黄色粉末。

3.根据权利要求1所述红外染料敏化氮化碳三元异质结纳米材料的制备方法，其特征在于，所述水热合成方法为：淡黄色粉末按质量体积比1:100g/mL分散于5.0 mol/L的硝酸溶液中，130 ℃油浴锅中冷凝回流24h，离心水洗至中性即得g-C₃N₄；将g-C₃N₄在水溶液中超声剥离处理至少16 h，先3000 rpm离心30 min，再将上层溶液8000 rpm离心15 min后收集沉淀，即得g-C₃N₄纳米片。

4.根据权利要求1所述红外染料敏化氮化碳三元异质结纳米材料的制备方法，其特征在于，g-C₃N₄纳米片与功能化富勒烯C₆₀质量比为2:1或1:1；搅拌12 h，得g-C₃N₄@C₆₀复合物。

5.根据权利要求4所述红外染料敏化氮化碳三元异质结纳米材料的制备方法，其特征在于，制备g-C₃N₄@C₆₀复合物前，用呋喃除去未与g-C₃N₄纳米片结合的游离富勒烯C₆₀。

6.根据权利要求1所述红外染料敏化氮化碳三元异质结纳米材料的制备方法，其特征在于，按质量比加入1.0%~3.0%的5mg/mL吲哚花菁素染料IR-806水溶液，避光搅拌12h，8000rpm离心15 min后重悬分散于水中，获得g-C₃N₄@C₆₀@ IR-806三元复合材料，避光储存。