[发明专利]一种真空辅助制备三层g-C3

摘要

类石墨相氮化碳(g‑C3N4)作为一种典型的聚合物半导体，具有2.7 eV的禁带宽度，可以直接利用太阳光中的可见部分进行有机污染物的降解，在环境光催化领域具有巨大的潜力。然而，通过热聚合制备的g‑C3N4通常具有较差的结晶度，光生载流子传输速率慢，导致量子效率低、光催化降解效率较差。本发明使用钛酸纳米管为前驱体，一步热聚合制备具有三层结构的g‑C3N4/TiO2同轴纳米棒。由于两者的能带位置匹配，g‑C3N4可以作为TiO2的光敏化剂，在可见光照射下g‑C3N4被激发产生电子‑空穴对，并将电子传递给具有更低导带电势的TiO2；与此同时，TiO2作为g‑C3N4的电子陷阱，接受电子后引发光催化还原反应，实现对光生电荷的分离效果，提高g‑C3N4/TiO2材料的光催化活性。

主权项

1.一种真空辅助制备三层g‑C3N4/TiO2同轴复合纳米结构的方法，其特征在于，按以下步骤进行：(1)钛酸纳米管的制备室温下，将P25粉末加入到含有浓NaOH溶液的聚四氟乙烯内衬中，待充分搅拌形成均匀的白色悬浊液；将磁子取出，并将水热釜内衬封装，置于鼓风干燥箱中进行水热反应；反应结束并自然冷却至室温后，取出沉淀并多次水洗至上清液呈中性；所得白色沉淀经过干燥、研磨，得到钛酸钠纳米管；将一定量的钛酸钠纳米管分散到稀盐酸溶液中进行离子交换反应，充分搅拌后将沉淀水洗至中性；所得白色沉淀经过干燥、研磨，得到钛酸纳米管；(2)单氰胺‑钛酸纳米管复合材料的制备称取一定量的单氰胺充分溶解在含有无水乙醇的锥形瓶中；将锥形瓶中单氰胺醇溶液加热，待温度稳定后，加入一定量的钛酸纳米管粉末，使其充分浸入溶液中，密闭锥形瓶；在超声机中处理，持续搅拌；如此反复共3次，期间每次搅拌前在超声机中处理并抽真空；打开锥形瓶，将温度升高，使乙醇快速挥发；得到干燥的粉末即为单氰胺‑钛酸纳米管复合材料；(3)g‑C3N4/TiO2复合纳米棒的制备将步骤(2)粉末取出研磨，于空气气氛置于马弗炉中煅烧，得到g‑C3N4/TiO2复合纳米棒。