[发明专利]一种介孔CoCO3

说明书

本发明属于纳米材料合成领域，具体涉及一种介孔CoCO₃/g‑C₃N₄复合材料的制备方法。本发明利用一步水热的方法在CoCO₃六面体纳米材料的表面修饰g‑C₃N₄构建3D/2D型结构的介孔CoCO₃/g‑C₃N₄复合材料，介孔CoCO₃六面体纳米材料对g‑C₃N₄的修饰明显提高了复合材料光生载流子的分离效应，使得复合材料的捕光能力得到明显增强，降低了单体g‑C₃N₄的带隙宽度，在可见光条件下表现出优异的光催化产氢性能；本发明采用CoCO₃ 3D材料对单体g‑C₃N₄进行表面修饰，制作工艺简单、可控性强、便于批量生产、减少能耗且材料易得成本低、无污染，符合环境友好的要求。为能源可持续发展开辟新的途径。

技术领域

本发明属于纳米材料合成领域，具体涉及一种介孔CoCO₃/g-C₃N₄复合材料的制备方法。

背景技术

能源短缺和环境污染问题日趋严重，开发清洁高效的可再生能源尤为关键。太阳能是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染，在开发利用方面存在极大前景。比如利用光催化剂捕获太阳光来裂解水产氢，从能源角度和可持续发展角度都是一个很有前途的策略。然而，对光催化剂材料的设计、制备等仍需不断提升和发展。

近年来氮化碳材料由于自身具有良好的光化学性能和表面吸附特性，已成为光催化界研究的热点。g-C₃N₄作为一种非金属聚合半导体材料，不仅具有较高的化学稳定性、热稳定性、环境友好性的特点，而且还具有耐酸、碱、光腐蚀以及环保的优势，同时自身具有较窄带隙值(2.7ev)，能够接受可见光响应，是作为光催化产氢领域研究的重点之一。但是单体g-C₃N₄的光催化活性较弱，因为它的载流子复合率较高、团聚严重，且在较长的波长上吸光能力不强，对可见光利用率不足，限制了其作为光催化剂在能源环境等方面的应用。碳酸钴作为无机盐，一种紫红色六面体颗粒，合成步骤简单方便，具有一定的带隙，化学性质相对稳定。能否利用碳酸钴对g-C₃N₄进行表面负载，提升光生载流子的利用效率，改善光催化活性，提升光催化产氢性能，目前而言还是需要科研人员进一步的探索。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明的目的在于提供一种介孔CoCO₃/g-C₃N₄复合材料及其制备方法与应用。本发明中所述的介孔CoCO₃/g-C₃N₄复合材料可用于可见光催化产氢。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种介孔CoCO₃/g-C₃N₄复合材料，所述的复合材料为3D/2D。

本发明提供了一种介孔CoCO₃/g-C₃N₄复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将六水合硝酸钴溶解在丙三醇水溶液中，加入尿素搅拌溶解；放入反应釜内水热反应，待自然冷却至室温后分别用去离子水和乙醇洗涤，烘箱中烘干得到CoCO₃前驱体；