[发明专利]一种混合维度S掺杂g-C3

说明书

本发明公开了一种混合维度S掺杂g‑C₃N₄基范德华异质结光催化剂及其制备方法和应用，属于材料制备技术领域。该方法为将三聚氰胺、三聚氰酸分别用二甲基亚砜溶解，得到澄清溶液；将三聚氰酸溶液逐滴加入到三聚氰胺溶液中，得到作为g‑C₃N₄基范德华异质结光催化剂前驱体的白色沉淀；将白色沉淀前驱体与三聚硫氰酸混合，将混合物质置于马弗炉中煅烧，得到混合维度S掺杂g‑C₃N₄基范德华异质结光催化剂。该催化剂可应用在光催化领域，该方法可通过改变反应条件得到不同配比S掺杂的g‑C₃N₄基范德华异质结光催化剂，工艺操作简单，结构稳定，可重复性高，能满足实验室和工业需求。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种混合维度S掺杂g-C₃N₄基范德华异质结光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

当今社会，全球经济科技正从高速增长转向高质量发展，工业化城市化进程速度加快，人民生活水平逐步提高，但是，经济实力不断提升的背后往往伴随着资源、能源的过度使用。同时能源开发开采所造成的环境污染问题也日益威胁人类及其他生物种的生存发展；严重的污染事件不仅带来健康问题，也造成社会问题。如何解决这一问题已然成为当今发展的重中之重。在众多的研究领域中，具有清洁、可再生、易得到等优点的太阳能因此成为研究的重点。如何高效利用太阳能直接分解污染物，并将能量直接转化为清洁的化学能和电能，具有重大的战略意义。而光催化技术就是利用太阳能，凭借其独有的优势——绿色无污染、取之不尽用之不竭的能量来源，成为了科研工作者们应对环境污染、能源短缺等问题最直接有效的方法之一。

类石墨相碳氮(g-C₃N₄)是一种非金属半导体光催化剂，具有无毒、稳定、低成本的特点，带隙约为2.7eV，有良好的可见光吸收性能，但同时其也具有光生电子-空穴对复合快、比表面积小等缺点，限制了其光催化活性。而范德华异质结光催化剂通过相对较弱的范德华相互作用力(分子间作用力)物理组装在一起，不依赖于化学键，也不受限于材料的晶格匹配度，为提高光催化剂材料的性能带来了新的曙光。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的一个技术问题在于提供一种混合维度S掺杂g-C₃N₄基范德华异质结光催化剂的制备方法。本发明要解决的另一个技术问题在于提供一种混合维度S掺杂g-C₃N₄基范德华异质结光催化剂。本发明要解决的技术问题还有一个在于提供一种混合维度S掺杂g-C₃N₄基范德华异质结光催化剂的应用。本发明合成步骤简单，操作方便，可以通过改变反应条件制备不同比例S掺杂的g-C₃N₄基范德华异质结光催化剂，具有广阔的应用前景。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种混合维度S掺杂g-C₃N₄基范德华异质结光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将三聚氰胺、三聚氰酸分别用二甲基亚砜溶解，分别得到完全澄清的三聚氰胺溶液和三聚氰酸溶液；

(2)将三聚氰酸溶液逐滴加入到三聚氰胺溶液中反应，得到作为g-C₃N₄基范德华异质结光催化剂前驱体的白色沉淀；

(3)将(2)所得的白色沉淀前驱体与三聚硫氰酸混合，并将这种混合物质置于马弗炉中煅烧，得到混合维度S掺杂g-C₃N₄基范德华异质结光催化剂。