[发明专利]一种表面拉电子基团修饰的超薄石墨相氮化碳纳米片光催化材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种表面拉电子基团修饰的超薄石墨相氮化碳纳米片光催化材料的制备方法，其特征在于：该方法是利用富氮前驱体结合高分子结构导向剂辅助热聚合制备超薄氮化碳纳米片(UCN)材料，进一步通过化学嫁接处理得到表面拉电子基团修饰的超薄石墨相氮化碳(g-C₃N₄)纳米片光催化材料。

2.根据权利要求1所述的表面拉电子基团修饰的超薄石墨相氮化碳纳米片光催化材料的制备方法，其特征在于：所述的富氮前驱体为尿素、氰胺、二腈二胺或三聚氰胺。

3.根据权利要求1所述的表面拉电子基团修饰的超薄石墨相氮化碳纳米片光催化材料的制备方法，其特征在于：所述的高分子结构导向剂为聚乙二醇。

4.根据权利要求1所述的表面拉电子基团修饰的超薄石墨相氮化碳纳米片光催化材料的制备方法，其特征在于：所述的化学嫁接手段为利用苯磺酰氯和超薄氮化碳纳米片(UCN)表面残留氨基的酰胺反应将苯磺酰基嫁接到超薄氮化碳纳米片(UCN)表面。

5.根据权利要求1-4任一所述的表面拉电子基团修饰的超薄石墨相氮化碳纳米片光催化材料的制备方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：

(1)将富氮前驱体与高分子结构导向剂按一定比例加入到装有去离子水的烧杯中，在80℃水浴条件下强烈搅拌至前驱体完全溶解至澄清溶液；

(2)将步骤(1)得到的澄清溶液转移到80℃干燥箱，烘干12小时得到白色固体粉末；

(3)将步骤(2)得到的白色固体粉末加入刚玉坩埚中，置于马弗炉内在空气氛围下500～650℃煅烧1～6小时，得到所述的超薄氮化碳(UCN)材料；

(4)将步骤(3)得到的超薄氮化碳(UCN)材料加入盛装有机溶剂和有机碱的混合溶液的烧瓶中并磁力搅拌混合均匀，得到混合物料；随后在冰浴条件下，将一定量的苯磺酰氯加入到所述混合物料中，接着在室温条件下搅拌30分钟；待反应完成后，用去离子水和乙醇进行多次交替洗涤，然后在40℃条件下真空干燥10～24小时，即获得所述苯磺酰基修饰的超薄g-C₃N₄纳米片光催化材料。

6.根据权利要求5所述的表面拉电子基团修饰的超薄石墨相氮化碳纳米片光催化材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的富氮前驱体与高分子结构导向剂的质量比为10：(0.1～1)。

7.根据权利要求5所述的表面拉电子基团修饰的超薄石墨相氮化碳纳米片光催化材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，加入的超薄氮化碳(UCN)与混合溶液的比例为(50-100)毫克：(100-1000)毫升；加入苯磺酰氯与超薄氮化碳(UCN)的比例为(1-10)毫升：(20-200)毫克。

8.根据权利要求5所述的表面拉电子基团修饰的超薄石墨相氮化碳纳米片光催化材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述有机溶剂为乙醇、二氯甲烷或四氢呋喃；所述有机碱为乙二胺或三乙胺，所述混合溶液中有机溶剂与有机碱的体积比例为(100-180)：1。

9.一种利用权利要求1所述方法制备的表面拉电子基团修饰的超薄石墨相氮化碳纳米片光催化材料。

10.根据权利要求9所述的表面拉电子基团修饰的超薄石墨相氮化碳纳米片光催化材料的应用，其特征在于：该光催化材料直接应用于水中有机污染物和致病微生物的光催化净化中。