[发明专利]一种三元光催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.三元光催化剂在光催化氨氮降解方面的应用，其特征在于，所述三元光催化剂包括氮化碳g-C₃N₄与氧化碳纳米管oCNT自组装形成的三维复合结构g-C₃N₄/oCNT，所述三维复合结构g-C₃N₄/oCNT的表面沉积有Ag纳米颗粒；所述三维复合结构具体为氧化碳纳米管oCNT与纳米片状氮化碳g-C₃N₄交替堆叠形成的多层结构；

所述三元光催化剂的制备方法包括如下步骤：

步骤一、将质子化g-C₃N₄与氧化碳纳米管oCNT混合，进行水热处理，干燥得粉末状g-C₃N₄/oCNT；

步骤二、制备所述粉末状g-C₃N₄/oCNT的分散液，并使分散液缺氧，向缺氧的分散液中加入电子供体和Ag盐溶液，光源照射下反应，反应结束后分离固体产物，固体产物经洗涤、干燥，得所述三元光催化剂Ag/g-C₃N₄/oCNT。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氮化碳g-C₃N₄与氧化碳纳米管oCNT的质量比为1:2～4；Ag纳米颗粒沉积量占氮化碳g-C₃N₄与氧化碳纳米管oCNT质量之和的比例为0.4wt％～2.0wt％。

3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，还包括以下特征中的一项或几项：

1)所述质子化g-C₃N₄与所述氧化碳纳米管oCNT的质量比为1:2～4；

2)所述质子化g-C₃N₄的制备方法包括以下步骤：将纳米片状的g-C₃N₄在质子化试剂中搅拌2～5h，然后分离固态物质并洗涤，直到达到溶液的中性pH，最后干燥即得质子化g-C₃N₄；

3)所述氧化碳纳米管oCNT的制备方法包括以下步骤：(1)将碳纳米管室温下浸泡在浓H₂SO₄/浓HNO₃的混合液中，超声处理，然后静置，得混合浆液；(2)将步骤(1)所得混合浆液用碱液中和，并用滤膜过滤，洗涤碳纳米管，直至pH达到6～8，干燥即得氧化碳纳米管oCNT；

4)所述水热处理的介质为水和异丙醇体积比1～3:1混合得到的混合溶液；

5)所述水热处理温度为120～160℃，处理时间为48～72h；

6)使分散液缺氧的具体操作为持续曝惰性气体，将溶解氧降至0.1ppm以下；

7)所述电子供体为甲酸、草酸、甲醇中的任一种；

8)所述Ag盐溶液中Ag盐为AgNO₃、醋酸银中的任一种；

9)所述光源为100W氙灯或8W汞灯；

10)所述照射时间为2～3h；

11)所述光源照射同时还伴随磁力搅拌；

12)步骤二中所述干燥条件为真空冷冻干燥48h或真空60℃干燥24h。

4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述纳米片状的g-C₃N₄的制备包括以下特征中的任一项：

a)将尿素置于坩埚，加盖，采用马弗炉程序升温至540～575℃，对块状石墨相氮化碳g-C₃N₄进行热剥落4h；

b)将三聚氰胺置于坩埚，加盖，采用马弗炉程序升温至540～575℃，对块状石墨相氮化碳g-C₃N₄进行热剥落4h制得石墨相氮化碳片，冷却至室温后再将其在异丙醇溶液中超声2～4h，即得纳米片状的g-C₃N₄。