[发明专利]一种3D Gr/g-C3N4复合材料、制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种3D Gr/g‑C₃N₄复合材料的制备方法，包括以下步骤：以苯作为前驱物，釆用原位MgO模板法，使得产物在MgO表面均匀生长，平铺生长在MgO表面，得到碳纳米笼；以尿素作为前驱物分散液与碳纳米笼进行超声处理，通过热缩聚合成法得到3D Gr/g‑C₃N₄复合材料。本发明还提供了一种3D Gr/g‑C₃N₄复合材料的应用。本发明通过简易实验引入3D Gr，并将3D Gr与g‑C₃N₄进行复合，通过3D Gr三维中空结构有效提高光生电荷的迁移效率，同时3D Gr大的比表面积提升了材料的集光性和内部可协调性，进一步增强了材料的光催化活性，进而使其能够高效光催化还原去除UO₂²⁺。

主权项

1.一种3D Gr/g‑C3N4复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，将碱式碳酸镁平铺于可密闭的石英管中，再将石英管置于管式炉中，然后将石英管抽真空后以200L/h的流量通入N2至常压，重复抽真空和通入N2至常压的操作3次，之后持续以200L/h的流量往石英管中通入N2；步骤2，将管式炉按照10℃/min的升温速率升温至800℃，然后在800℃下，以1mL/30min的速度向炉管中注射苯前驱物，持续注射30min后，将持续通入石英管中的N2流量调至600L/h，同时停止注射泵苯前驱物，并停止加热，直至管式炉内温度降至100℃以下后停止通入N2，得到碳纳米笼；将碳纳米笼在盐酸溶液中回流冲洗12h，然后水洗至中性，再干燥，得到3D Gr；步骤3，将尿素溶解于去离子水中，得到尿素溶液；其中，所述尿素与去离子水的比例为2g：15ml；将步骤2中制得的3D Gr加入所述尿素溶液中，搅拌20min，搅拌完毕后超声分散30min，再于80℃下干燥5h，干燥完毕后得到干燥样品；其中，所述3D Gr与尿素的质量比为1：2000；将干燥样品置于马弗炉中，然后将马弗炉以5℃/min的升温速率升至540℃后保温2h，保温完毕后自然降至室温，即得到淡灰色粉末状的3D Gr/g‑C3N4复合材料。