[发明专利]g-C3

说明书

本发明公开了一种g‑C₃N₄/CQDs材料的合成方法，包括以下步骤：（1）制备g‑C₃N₄；（2）制备前驱体；（3）制备g‑C₃N₄/CQDs。该方法以硫脲为前驱体，通过马弗炉二次煅烧获得g‑C₃N₄。以天然生物质柠檬汁为前驱体，加入g‑C₃N₄，采用水热法制备g‑C₃N₄/CQDs。柠檬汁作为前驱体，具有经济适用性好，绿色环保，无毒无污染等优点。水热法较为温和，生成物质较为均一分散，不易团聚。合成的CQDs界面清晰，具有晶粒发育完整，粒径较小，且分布均匀，颗粒团聚较少等优点。该材料易于合成重现，原料低廉，绿色环保，可以批量生产，是一种适用于工业化推广应用的材料。

技术领域

本发明属于材料合成技术领域，具体涉及一种g-C₃N₄/CQDs材料的合成方法。

背景技术

2009年，Wang等首次报道了g-C₃N₄能够在可见光区域光分解水产生氢气，此后有大量的研究围绕着g-C₃N₄体系进行展开。g-C₃N₄是一种新型的可见光范围响应的非金属催化剂，它具有适宜的禁带宽度（2.7eV），导带能和价带能分别为-1.13eV、+1.58eV，它因可以在可见光下响应，稳定性良好，无毒无污染并且容易制备，所以引起了科学家们越来越多的关注。但是单相g-C₃N₄也有很多的缺点，例如：电子空穴复合率较高、比表面积较低、电荷迁移率低、不足的可见光吸收(在460nm以上)、界面反应活性位较小，这些缺点极大地限制了g-C₃N₄在光催化领域的实际应用。为了克服这些瓶颈，科学研究者已经进行了各种尝试，以便合理地设计和开发提高g-C₃N₄材料光催化活性的方法。在众多的设计策略中，半导体的耦合是促进g-C₃N₄电荷分离以及提高光催化性能的最佳选择。

碳量子点(CQDs)是一种由sp²/sp³杂化碳原子组成的纳米尺寸共轭π键结构材料，是一种碳基零维材料。2004年，Xu等报道称碳纳米管可以形成荧光碳基量子点。2006年，Sun等首次报道了由石墨合成碳量子点。相比于传统的半导体量子点，CQDs是良好的电子受体和供体，具有无毒、荧光稳定性高、化学性能和光学性能稳定的特点，并具有良好的生物相容性，因而倍受科学界、工业界和医学界的关注。同时碳量子点在荧光转换功能方面也有着优异的性能，可以将太阳光长波低能量转变为短波高能量，从而促使光催化剂有着良好的光吸收能力。