[发明专利]一种CuO/g-C3

说明书

本发明公开了一种CuO/g‑C₃N₄光催化剂及其制备方法和应用，制备方法包括步骤：将g‑C₃N₄加入由N,N二甲基甲酰胺、乙醇和纯水组成的混合溶液中，超声后依次加入无水硝酸铜和均苯三甲酸，搅拌至完全溶解获得反应溶液；将所述反应溶液转入水热釜中进行水热反应，对反应得到的沉淀A进行清洗和干燥；将干燥后的沉淀A超声分散至蒸馏水中，加入氢氧化钠，搅拌，将得到的沉淀B清洗和干燥，即可获得CuO/g‑C₃N₄光催化剂。本发明制备方法简单，所制备的CuO/g‑C₃N₄比表面积大，可作为光催化剂用于光催化生产H₂O₂，且H₂O₂产率高。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种CuO/g-C₃N₄光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

双氧水(H₂O₂)是一种用途广泛的化学品，可以广泛使用在化学合成、环境净化以及各种生物过程中，还可以应用于电化学过程中。目前，大量H₂O₂的合成主要是通过蒽醌的自氧化过程，该反应由于需要进行多步的加氢和氧化过程，能耗非常高，是一种非常不节能环保的合成方式。因此，迫切需要开发一种即节省能源又环境友好的方法来达到绿色合成双氧水的需求。半导体催化技术，由于具有清洁，一步合成以及环境友好等优点，备受关注，目前已经被广泛应用于催化合成过程中，但很少用于合成双氧水。已有报道用于制备双氧水的光催化剂有TiO₂、g-C₃N₄及少量铋基光催化剂，但这些光催化剂的H₂O₂产率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种CuO/g-C₃N₄光催化剂及其制备方法和应用，制备方法简单，所制备的CuO/g-C₃N₄比表面积大，可作为光催化剂用于光催化生产H₂O₂，且H₂O₂产率高。

本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，提供一种CuO/g-C₃N₄光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将g-C₃N₄加入由N,N二甲基甲酰胺、乙醇和纯水组成的混合溶液中，超声后依次加入无水硝酸铜和均苯三甲酸，搅拌至完全溶解获得反应溶液；

将所述反应溶液转入水热釜中进行水热反应，对反应得到的沉淀A进行清洗和干燥；

将干燥后的沉淀A超声分散至蒸馏水中，加入氢氧化钠，搅拌，将得到的沉淀B清洗和干燥，即可获得CuO/g-C₃N₄光催化剂。

进一步的，所述N,N二甲基甲酰胺、乙醇和纯水的混合体积比为2-5:3-8:1.5-3。

进一步的，所述g-C₃N₄、无水硝酸铜和均苯三甲酸的质量比为0.1-1:3-5:1-3。

进一步的，所述反应溶液转入到聚四氟乙烯水热釜中，密封，在70-100℃下保温12-36h进行水热反应，反应完成后，冷却至室温。

进一步的，水热反应得到的沉淀A用N,N二甲基甲酰胺和乙醇交替清洗干净，然后在50-70℃下干燥5-7h。

进一步的，所述沉淀A与氢氧化钠的混合质量比为1:3-5，两者混合后搅拌1-5h。