[发明专利]一种双极化位点共修饰氮化碳光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双极化位点共修饰氮化碳光催化剂及其制备方法。其特征在于利用二次煅烧法和磷化法，通过破坏氮化碳骨架中的七嗪环获得碳缺陷氮化碳CV‑g‑C₃N₄，并通过形成P‑N键将磷酸PO₄基团接枝到CV‑g‑C₃N₄上，得到了一系列双极化位点共修饰氮化碳催化剂，极大的提高了氮化碳的可见光光吸收能力和光催化活性。本发明为强化氮化碳的可见光光吸收范围以及光吸收能力，构建双驱动力活性位点，实现了光剩电子‑空穴对的快速分离，光催化性能有显著提高，极大地提高了氮化碳光催化剂的应用前景。

技术领域

本发明涉及光催化领域，尤其涉及一种双极化位点共修饰氮化碳光催化剂及其制备方法。

背景技术

基于太阳能为能源驱动的光催化技术，因其反应条件温和和反应产物无二次污染等优点，被认为是一种极具潜力的安全环保的绿色技术。其中，光催化产氢技术更是能够将太阳能转化为氢能而备受关注。缺陷构建被认为是一种能有效提高光催化剂性能的改性方法，因为其不仅可以通过在带隙中生成额外的能级来提高催化剂的光吸收能力，还可以作为电子捕获位点来抑制光生电子-空穴对的重组。近年来，缺陷构建也被证明能有效提高g-C₃N₄的光催化产氢性能。然而,g- C₃N₄框架中的缺陷只能促进光生电子的定向快速转移,无法促进光生空穴的迁移。

发明内容

本发明的目的是提供一种双极化位点共修饰氮化碳光催化剂的制备方法，制备出来的双驱动光催化剂的光催化效率高。

本发明另一目的在于提供上述方法制备得到的双极化位点共修饰氮化碳光催化剂。

本发明另一目的在于提供所述双极化位点共修饰氮化碳光催化剂在光催化产氢领域中的应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种双极化位点共修饰氮化碳光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将尿素煅烧，得到氮化碳；

(2)将煅烧后的氮化碳进行二次煅烧后，得到富碳缺陷氮化碳；

(3)将富碳缺陷氮化碳分散在磷酸水溶液中，搅拌后得到光催化剂。

优选地，步骤(1)中所述的煅烧条件为：升温速率10-18℃/min，保温温度为500～600℃，更优选为530-550℃；保温时间为0.5～5h，更优选为2-3h；

优选地，步骤(2)中所述二次煅烧的煅烧条件为：以氮气作为保护气体，在氨气下保温，升温速率为2-5℃/min，保温温度为500-600℃，保温时间为1～5 h，更优选为2-3h；降温时使用氮气。

优选地，所述步骤(3)中的磷酸水溶液为0.1～0.5mol/L；

优选地，所述步骤(3)中的富碳缺陷氮化碳与磷酸的质量摩尔比为0.2g： 0.005～0.05mol，更优选为0.2g：0.01mol。

优选地，步骤(3)所述的搅拌的时间为3～8h，更优选为5h。

一种双极化位点共修饰氮化碳光催化剂，通过上述方法制备得到。

上述双极化位点共修饰氮化碳光催化剂在光催化产氢领域中的应用。

本发明的有益效果是：