[发明专利]一种氮化碳催化剂的制备方法及催化剂及催化剂器件

说明书

本发明公开了一种氮化碳催化剂的制备方法，属于催化剂领域，包括如下步骤：步骤1、将双氰胺和尿素混合形成混合物；步骤2、将上述混合物煅烧制备氮化碳催化剂；本发明还公开了一种催化剂器件，制备方法如下，将所述的催化剂和纸浆混合物干燥，制备所述的催化剂器件。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体是氮化硅催化剂。

背景技术

光催化技术是解决能源危机和环境污染问题的有效途径之一，自从1972年日本科学家将TiO2作为光催化剂应用于光催化这一领域以来，光催化技术便引起了世界各个国家的科学家和研究人员的重视。

太阳能作为一种能量的起源，不但具有取之不尽用之不竭的特点，同时还是人类至今为止发现的唯一一种完全无污染的能源。但是太阳能的极低利用率问题一直作为“速控步”限制了对其开发利用。

氮化碳(g-C3N4)因其适宜的能带结构、易于合成、可见光响应特性、化学和热稳定性强、成本低、环境友好等优点而成为最值得关注的光催化材料之一。

由于光生电荷空间分离率低、复合率高、电子传输路径阻力大、可见光相应范围窄等缺点，限制了g-C3N4的实际应用。

通过同相结技术提升了氮化碳的收率，并且相比于单一催化剂性能略有提升。提高收率也是提升其光催化活性的有效策略之一。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种氮化碳催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、将双氰胺和尿素混合形成混合物；

步骤2、将上述混合物煅烧制备氮化碳催化剂。

作为改进，所述的煅烧气氛为空气、空气和氮气的混合气体、氮气的一种。

作为改进，煅烧在空气中进行，所述煅烧包括首次煅烧、再次煅烧。

作为改进，所述的煅烧方法为：升温速率为10℃/min升温速率加热至550℃，在550℃的条件下保温两小时，然后1℃的降温速率降温到500℃，保温两小时，30分钟后降温到400℃，然后自然冷却到室温。

作为改进，双氰胺和尿素的质量比为1～5：1。

本发明还公开了上述制备方法制备的催化剂。

本发明还公开了一种催化剂器件，制备方法如下，将上述催化剂和纸浆混合物干燥，制备所述的催化剂器件。

本发明还公开了一种有机物光催化降解方法，采用所述的催化剂，在可见光照射下，完成有机物光催化降解，在一个优选的实施方式中，所述的有机物为农药。

本发明公开了一种光催化布料染料清洁方法，使用上述催化剂。

附图说明

图1 是UCN、DCN、HPCN的TG（a）和DTG（b）图；

图2 是不同失重温度下的UCN，DCN，HPCN和（a）UCN（b）HPCN（c）DCN（d）的XRD 谱图；

图3是HPCN（a）、DCN（b）和UCN（c）在对应失重台阶温度下的红外谱图，HPCN在130-550℃的红外谱图（d）；

图4是DCN, UCN 和 HPCN 的BET和孔融；

图5是DCN, UCN 和 HPCN XPS 总谱(a)，N1s(b)， C1s(c) 和 O1s(d) XPS 分谱；

图6是UCN、DCN和HPCN的UV-Vis DRS (a) 和对应的禁带宽度(b)；

图7是DCN、UCN和HPCN的CV曲线（a），光电流（b）、电化学阻抗（c）以及模特肖特基曲线（d）；

图8是UCN（a）、DCN（b）和HPCN（c）在实际阳光下降解甲基橙的吸光度以及降解速率（d）；