[发明专利]双金属钙钛矿负载类石墨烯型氮化碳可见光催化剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种双金属钙钛矿负载类石墨烯型氮化碳光催化剂的制备方法，包括以下步骤：11)将SbCl₃和AgCl溶解在HCl溶液中，在持续搅拌下加热溶解；然后在热溶液中加CsCl；沉淀在烧杯底部形成；收集沉淀，用乙醇洗涤，最后在烘箱里干燥；取出得到Cs₂AgSbCl₆粉末；12)将称取的三聚氰胺加到准备好的氧化铝坩埚里，将其放置马弗炉中进行煅烧，最后自然冷却至常温，收集得到g‑C₃N₄样品；13)将Cs₂AgSbCl₆双金属钙钛矿和g‑C₃N₄加入到溶液中，超声后搅拌，离心后烘干得到催化剂。本发明为双金属卤化物钙钛矿与光催化材料的结合提供了新的思路，且制备方法条件温和，操作简单，利于大规模生产。

技术领域

本发明涉及光催化剂制备技术领域，更为具体地说，涉及一种Cs₂AgSbCl₆双金属钙钛矿负载类石墨烯型氮化碳(g-C₃N₄)可见光催化剂及制备方法。

背景技术

随着工业化的发展，化石燃料燃烧释放的氮氧化物(NOx)严重危害人类健康，因为NO不仅是雾霾形成的关键因素，而且还会导致酸雨的形成，这已经是一个迫切需要解决的难题。尽管一些传统的技术(SCR、吸收、吸附)已经被用来处理高浓度的NOx排放，但要净化空气中的低浓度NO在经济上是不可行的。

随着经济的快速发展，人们开始意识到环境保护的重要性。近年来，面对日益严重的空气污染带来的压力和挑战，开发一种绿色高效的化学技术已成为当务之急。半导体光催化技术，由于其环境友好、二次污染少，在净化ppb(十亿分比浓度)级下的NO方面有很大的潜力。因此，人们付出了大量的努力来开发高效的光催化剂，以实现环境应用所需的高性能。

但是，目前仍有很多的半导体材料光催化效率以及选择性不令人满意，电子-空穴对的复合效率高，产生毒副产物，材料的创新性等问题的存在阻碍着光催化技术的应用。因此，寻求一种提高可见光利用率的光催化材料成为了首要任务。

作为一种有机共轭半导体光催化剂，具有层状结构的g-C₃N₄具有丰富的共价键和氢键。g-C₃N₄作为一种新型的非金属光催化材料，具有更宽的吸收光范围。因此，其在可见光下也能发挥一定的光催化作用。同时，与TiO₂相比，g-C₃N₄能有效吸附活化氧分子，生成超氧自由基，可进行有机官能团的光催化转化和有机污染物的光催化降解。因此，其适用于空气污染净化和有机物降解。同时，g-C₃N₄具有良好的热稳定性和化学稳定性，在强酸强碱下保持性能稳定，且能通过多种富氮前驱体(如双氰胺、尿素、三聚氰胺、硫脲等)制备而成，作为一种新兴的光催化剂，受到越来越多的关注。然而，由于未改性的g-C₃N₄具有低结晶度、体积结构大、丰富的内部缺陷、少量的光生电子和空穴的陷阱中心等缺点，以及光生载流子(电子空穴对)的快速重组和缓慢的电荷迁移等问题。从而导致光催化活性的急剧下降。因此，人们在对g-C₃N₄的改性上，开展了广泛的研究。

双金属卤化物钙钛矿材料广泛应用于太阳能电池领域，其在工作条件下暴露于光照、湿度和环境空气中时显示出更好的稳定性。此外，无铅双金属钙钛矿是环境友好型材料。由于这些材料具有类似于铅基有机-无机杂化钙钛矿相似的独特的光电特性，因此具有广阔的应用前景。但其在光催化领域应用较少。