CN104891997B - 一种石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法 - Google Patents
一种石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104891997B CN104891997B CN201510278920.4A CN201510278920A CN104891997B CN 104891997 B CN104891997 B CN 104891997B CN 201510278920 A CN201510278920 A CN 201510278920A CN 104891997 B CN104891997 B CN 104891997B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- matrix material
- mos
- moly
- preparation
- carbon nitride
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法，步骤如下：(1)将MoS2和氮源混合均匀，加入研磨剂研磨30-60min，至充分混合均匀得混合物；MoS2、氮源和研磨剂加入量的比为1mmol：(3-7)mmol：(1-3)ml；(2)将步骤(1)的混合物在N2气氛保护下，升温至500-600℃进行焙烧，焙烧时间为3-5h，得到g-C3N4/MoS2复合材料。所述氮源为单氰胺、双氰胺、三聚氰胺或尿素。采用本发明的方法一步法就能制备得到石墨相氮化碳/硫化钼复合材料，简化了制备工艺，无需添加化学试剂，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法，属于无机纳米非金属材料的制备技术领域。
背景技术
石墨相氮化碳/硫化钼(g-C3N4/MoS2)复合材料，由于具有较高的热和化学稳定性，新颖的光学和光电学特性，在催化、能量储存、电化学电池、荧光化学传感器等领域具有广阔的应用前景。
目前g-C3N4/MoS2复合材料制备方法主要包括原位合成法、物理混合等。LeiGe等通过分别单独制备出g-C3N4和MoS2，然后进行混合焙烧制得MoS2-g-C3N4样品(LeiGe,ChangcunHan,XinlaiXiaoandLeleGuo,Int.J.Hydrogen.Energ.2013,38,6960-6969)。QianLi等将g-C3N4和MoS2在乙醇中混合后，通过超声化学法制得MoS2/C3N4异质结构材料(QianLi,NingZhang,YongYang,GuozhongWangandDickonH.L.Ng,Langmuir,2014,30,8965-8972)。HuiZhao等以(NH4)2MoS4为原料在g-C3N4纳米片上通过光分解沉积法制得g-C3N4/MoS2复合材料(HuiZhao,YumingDong,PingpingJiang,HongyanMiao,Guang-LiWangandJingjingZhang,J.Mater.Chem.A,2015)。上述g-C3N4/MoS2复合材料的制备，都是以g-C3N4作为本体材料，然后再在其上面复合少量的MoS2。YidongHou等将C3N4浸渍在(NH4)2MoS4中，再在H2S气氛中焙烧制得MoS2/C3N4复合材料(YidongHou,AndersB.Laursen,JinshuiZhang,GuigangZhang,YongshengZhu,XinchenWang,DahlandIbChorkendorff,Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,3621-3625)。上述制备方法多采用两步法或多步法制备，操作步骤相对复杂，不利于g-C3N4/MoS2复合材料的进一步应用。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法，步骤如下：
(1)将MoS2和氮源混合均匀，加入研磨剂研磨30-60min，至充分混合均匀得混合物；MoS2、氮源和研磨剂加入量的比为1mmol：(3-7)mmol：(1-3)ml；利用研磨剂与材料的表面能匹配的关系，在研磨过程中研磨剂与材料之间相互作用，克服材料层与层之间的范德华力，最小化材料的表面能，进而使材料之间混合更加均匀。
(2)将步骤(1)的混合物在N2气氛保护下，升温至500-600℃进行焙烧，焙烧时间为3-5h，得到g-C3N4/MoS2复合材料。
步骤(1)中，所述氮源为单氰胺、双氰胺、三聚氰胺或尿素。
步骤(1)中，所述研磨剂为甘油或N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
优选的，步骤(1)中，所述氮源为三聚氰胺。
优选的，步骤(1)中，MoS2、氮源和研磨剂加入量的比为1mmol：5mmol：2ml。
优选的，步骤(1)中，所述研磨剂为甘油。
优选的，步骤(1)中，研磨时间为60min。
步骤(2)中，升温的速率为5℃/min。
优选的，步骤(2)中，焙烧温度为550℃。
优选的，步骤(2)中，焙烧时间为4h。
本发明方法制备得到的石墨相氮化碳/硫化钼复合材料为边长100-300nm的薄片状。
本发明的有益效果：
本发明的制备方法是以氮源(三聚氰胺)作为剥离材料，利用三聚氰胺在形成g-C3N4的过程中产生的气体来剥离MoS2，使MoS2层数降低，层状MoS2具有与体相材料完全不同的性质特征，如MoS2的宏观材料是带隙在1.2eV的间接带隙半导体，而单层的MoS2则是带隙为1.8eV的直接带隙半导体。单层的MoS2与MoS2的宏观材料相比具有更大的比表面积，更强的电子迁移率，在电化学传感器、电致发光、光催化等领域具有更广泛的应用。同时控制焙烧温度和时间等条件使得三聚氰胺聚合停止于g-C3N4，由此得到g-C3N4/MoS2复合材料。采用本发明的方法一步法就能制备得到石墨相氮化碳/硫化钼复合材料，简化了制备工艺，无需添加化学试剂，降低了生产成本，而且制备的g-C3N4/MoS2复合材料性能优异。
附图说明
图1为本发明实施例制备的产物的XRD图；
图2为本发明实施例制备的产物的UV-vis光谱图；
图3为本发明实施例制备的产物的FT-IR图；
图4为本发明实施例2制备的产物的TEM图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1：石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备
具体制备方法如下：
(1)将MoS2和三聚氰胺按摩尔比为1:3(MoS2和三聚氰胺质量分别取0.160g，0.378g)混合均匀，加入2mL甘油后充分研磨60min；
(2)将混合物在N2气氛保护下，以5℃/min的升温速率升温至550℃，焙烧4h，得到g-C3N4/MoS2复合材料。
对制备得到的g-C3N4/MoS2复合材料分别采用XRD、UV-vis和FT-IR进行结构分析和表征，其结果分别如图1、图2、图3所示。
图1中a为MoS2原材料的XRD谱图，b为本实施例制备的g-C3N4/MoS2复合材料的XRD谱图，与MoS2的标准卡片(PDF#73-1508)对比后发现完全对应，说明三聚氰胺的加入没有改变MoS2的结构。但是观察不到g-C3N4的衍射峰，说明g-C3N4的量很少并且均匀分布在MoS2上。
图2中a为MoS2原材料的UV-vis光谱图，b为本实施例制备的g-C3N4/MoS2复合材料的UV-vis光谱图，在403，451，613和674nm处为MoS2的特征吸收峰，未观察到g-C3N4的特征吸收峰，说明g-C3N4的含量很少，与XRD谱图结果相吻合。
图3中a为MoS2原材料的FT-IR图，b为本实施例制备的g-C3N4/MoS2复合材料的FT-IR图，在1255，1327，1418，1571和1636cm-1的峰所对应的是碳氮杂环化合物的典型伸缩模式，说明产物中含有g-C3N4。
实施例2：石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备
具体制备方法如下：
(1)将MoS2和三聚氰胺按摩尔比为1:5(MoS2和三聚氰胺质量分别取0.160g，0.631g)混合均匀，加入2mL甘油后充分研磨60min；
(2)将混合物在N2气氛保护下，以5℃/min的升温速率升温至550℃，焙烧4h，得到g-C3N4/MoS2复合材料。
对制备得到的g-C3N4/MoS2复合材料分别采用XRD、UV-vis、FT-IR和TEM进行结构分析和表征，其结果分别如图1、图2、图3和图4所示。
图1中c为本实施例制备产物的XRD谱图，与MoS2的标准卡片(PDF#73-1508)对比后发现完全对应，说明三聚氰胺的加入没有改变MoS2的结构。但是观察不到g-C3N4的衍射峰，说明g-C3N4的量很少并且均匀分布在MoS2上。
图2中c为本实施例制备产物的UV-vis光谱图，在403，451，613和674nm处为MoS2的特征吸收峰，未观察到g-C3N4的特征吸收峰，说明g-C3N4的含量很少，与XRD谱图结果相吻合。
图3中c为本实施例制备产物的的FT-IR图，在1255，1327，1418，1571和1636cm-1的峰所对应的是碳氮杂环化合物的典型伸缩模式，此外，在808cm-1处开始出现振动峰，应属于S-三嗪环，说明产物中含有g-C3N4。
图4为本实施例制备产物的TEM图，由图可以看出：所制备的复合材料为边长100-300nm的薄片状。
实施例3：石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备
具体制备方法如下：
(1)将MoS2和三聚氰胺按摩尔比为1:7(MoS2和三聚氰胺质量分别取0.160g，0.883g)混合均匀，加入2mL甘油后充分研磨60min；
(2)将混合物在N2气氛保护下，以5℃/min的升温速率升温至550℃，焙烧4h，得到g-C3N4/MoS2复合材料。
对制备得到的g-C3N4/MoS2复合材料分别采用XRD、UV-vis和FT-IR进行结构分析和表征，其结果分别如图1、图2和图3所示。
图1中d为本实施例制备产物的XRD图，与MoS2的标准卡片(PDF#73-1508)对比后发现完全对应，说明三聚氰胺的加入没有改变MoS2的结构。但是观察不到g-C3N4的衍射峰，说明g-C3N4的量很少并且均匀分布在MoS2上。
图2中d为本实施例制备产物的UV-vis光谱图，在403，451，613和674nm处为MoS2的特征吸收峰，。并且在315nm处有吸收峰，对应g-C3N4的特征吸收。
图3中d为本实施例制备的产物的FT-IR图，在1255，1327，1418，1571和1636cm-1的峰所对应的是碳氮杂环化合物的典型伸缩模式，此外，在808cm-1处的峰增强，说明产物中含有g-C3N4，并且其含量在增加。
实施例4：石墨相氮化碳的制备
将三聚氰胺在N2气氛保护下，以5℃/min的升温速率升温至550℃，焙烧4h，得到g-C3N4。
图1中e为本实施例制备的产物的XRD图，在13.0°和27.4°的衍射峰分别对应g-C3N4的(100)和(002)面的衍射峰，说明已制备出g-C3N4。图2中e为本实施例制备的产物的UV-vis光谱图，在230和315nm处有吸收峰，对应g-C3N4的特征吸收。图3中e为本实施例制备的产物的FT-IR图，在1255，1327，1418，1571和1636cm-1的峰所对应的是碳氮杂环化合物的典型伸缩模式，此外，在808cm-1处的峰应属于S-三嗪环。
Claims (8)
1.一种石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将MoS2和氮源混合均匀，加入研磨剂研磨30-60min，至充分混合均匀得混合物；MoS2、氮源和研磨剂加入量的比为1mmol：(3-7)mmol：(1-3)ml；
(2)将步骤(1)的混合物在N2气氛保护下，升温至500-600℃进行焙烧，焙烧时间为3-5h，得到g-C3N4/MoS2复合材料；
步骤(1)中，所述氮源为单氰胺、双氰胺、三聚氰胺或尿素；
所述研磨剂为甘油或N-甲基吡咯烷酮。
2.如权利要求1所述的石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氮源为三聚氰胺。
3.如权利要求1所述的石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述研磨剂为甘油。
4.如权利要求1所述的石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，MoS2、氮源和研磨剂加入量的比为1mmol：5mmol：2ml。
5.如权利要求1所述的石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，研磨时间为60min。
6.如权利要求1所述的石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，升温的速率为5℃/min。
7.如权利要求1所述的石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，焙烧温度为550℃，焙烧时间为4h。
8.权利要求1至7任一项所述的制备方法制备得到的石墨相氮化碳/硫化钼复合材料，其特征在于，所述复合材料的边长为100-300nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510278920.4A CN104891997B (zh) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | 一种石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510278920.4A CN104891997B (zh) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | 一种石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104891997A CN104891997A (zh) | 2015-09-09 |
| CN104891997B true CN104891997B (zh) | 2016-02-17 |
Family
ID=54025029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510278920.4A Active CN104891997B (zh) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | 一种石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104891997B (zh) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105381811B (zh) * | 2015-10-15 | 2018-03-09 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种具有高稳定性的介孔复合半导体材料的原位生长制备方法 |
| CN105759026A (zh) * | 2016-03-07 | 2016-07-13 | 济南大学 | 一种基于复合半导体纳米材料的简易型电致化学发光免疫传感器的制备方法及应用 |
| CN107055492B (zh) * | 2016-10-09 | 2019-07-09 | 南京睿磐内尔环保复合新材料有限公司 | 一种直接合成g-C3N4负载氧化铈纳米复合材料的方法 |
| CN106629639B (zh) * | 2016-12-03 | 2018-12-25 | 南昌大学 | 硼硫共掺杂石墨相氮化碳的制备方法及对Hg2+的检测应用 |
| CN107115880A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-09-01 | 吉林师范大学 | 一种MoS2/CNTs/g‑C3N4复合光催化剂及其制备方法 |
| CN107376971B (zh) * | 2017-07-25 | 2020-01-21 | 洛阳理工学院 | 一种类石墨氮化碳/二硫化钼纳米复合材料的合成方法 |
| CN107790166A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-03-13 | 阜阳师范学院 | 一种复合光催化剂MoS2/g‑C3N4I及其制备和应用 |
| CN107930665B (zh) * | 2017-10-27 | 2019-10-01 | 浙江工商大学 | 一种二维MoS2调控的光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN107829106B (zh) * | 2017-11-01 | 2019-11-05 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 硫化钼/氮化碳复合材料的制备方法及其产品和应用 |
| CN108459066B (zh) * | 2018-03-21 | 2020-06-05 | 安徽大学 | 一种光电化学生物免疫传感器及其制备方法和检测特定碱基序列的应用 |
| CN108455541A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-08-28 | 刘丹 | 功能化二维纳米材料的制备方法及功能化纳米薄膜 |
| CN108569721A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-25 | 大连理工大学 | 一种MoS2@g-C3N4核壳纳米球及其制备方法 |
| CN108889326B (zh) * | 2018-07-02 | 2021-01-19 | 北京理工大学 | 一种二硫化钼与石墨相氮化碳的三维网络框架的制备方法 |
| CN109133257A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-04 | 中国环境科学研究院 | 一种可见光光催化剂降解畜禽废水中抗生素的方法 |
| CN109692701A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-30 | 长沙学院 | g-C3N4/MoS2复合光催化剂及其一锅法制备方法 |
| CN111286752B (zh) * | 2018-12-10 | 2021-11-09 | 南京理工大学 | 掺氮石墨相氮化碳纳米片/二硫化钼复合材料及其制备方法 |
| CN109943318B (zh) * | 2019-04-30 | 2020-06-30 | 成都理工大学 | 改性YAG:Ce荧光粉及其制备方法 |
| CN110243880B (zh) * | 2019-07-11 | 2021-10-12 | 蚌埠学院 | 一种检测氨气的气敏材料的制备方法及应用 |
| CN111905789B (zh) * | 2020-07-29 | 2023-03-21 | 江苏大学 | 一种C3N4/MoS2/Mn3O4复合光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114588921B (zh) * | 2020-12-04 | 2023-06-20 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 多环芳烃加氢催化剂及多环芳烃加氢反应的方法 |
| CN113680366B (zh) * | 2021-08-26 | 2023-12-01 | 上海电力大学 | 一种石墨相氮化碳基复合光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN115744842B (zh) * | 2022-10-11 | 2024-07-19 | 山西大学 | 一种利用煤气化灰渣制备石墨相氮化碳的方法 |
| CN117191917B (zh) * | 2023-09-06 | 2024-07-19 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种基于氮化碳纳米复合材料修饰电极测铜离子的方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103240121B (zh) * | 2013-05-27 | 2015-04-22 | 清华大学 | 一种多孔g-C3N4光催化剂及其制备方法 |
| CN103381371B (zh) * | 2013-07-16 | 2015-07-01 | 常州大学 | 一种氮化碳/微孔分子筛复合材料的制备方法 |
| CN104525119B (zh) * | 2015-01-05 | 2016-09-07 | 福建农林大学 | 一种g-C3N4/ZnO/活性炭的功能性炭吸附材料及其制备方法 |
| CN104624219B (zh) * | 2015-02-09 | 2016-09-21 | 武汉理工大学 | 高效C3N4-CdS复合光催化材料的原位转变制备方法 |
-
2015
- 2015-05-27 CN CN201510278920.4A patent/CN104891997B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104891997A (zh) | 2015-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104891997B (zh) | 一种石墨相氮化碳/硫化钼复合材料的制备方法 | |
| Zhang et al. | Microwave-assisted synthesis of graphitic carbon nitride/CuO nanocomposites and the enhancement of catalytic activities in the thermal decomposition of ammonium perchlorate | |
| CN102631913B (zh) | 一种石墨烯负载二氧化铈纳米立方复合物的制备方法 | |
| Yadav et al. | Green synthesis of AgZnO nanoparticles: Structural analysis, hydrogen generation, formylation and biodiesel applications | |
| Zhang et al. | Construction of ultrathin 2D/2D g-C3N4/In2Se3 heterojunctions with high-speed charge transfer nanochannels for promoting photocatalytic hydrogen production | |
| CN108786781B (zh) | 一种基于MOFs的碳包覆ZnO核壳结构纳米材料的制备方法 | |
| CN104176724B (zh) | 一种掺氮碳纳米管的制备方法及其产品 | |
| AU2009350898B2 (en) | Process for preparing ammonium metatungstate | |
| CN109395764A (zh) | 磷掺杂氮化碳的制备方法及其产品和应用 | |
| CN104986742A (zh) | 一种类珠链状石墨化氮化碳纳米材料及其制备方法 | |
| Wang et al. | Advanced strategies for improving the photocatalytic nitrogen fixation performance: a short review | |
| CN106076390B (zh) | 一种二氧化钛/石墨相氮化碳复合光催化剂的制备方法 | |
| CN110372877A (zh) | 一种绿色制备金属有机骨架材料的方法 | |
| CN103265546A (zh) | 一种无模板法制备氮化碳纳米纤维的方法 | |
| CN108126728B (zh) | 一种g-C3N4/g-C3N4无金属同质异构结的制备方法及所得产品和应用 | |
| Xu et al. | WO 3 nanorod photocatalysts decorated with few-layer gC 3 N 4 nanosheets: controllable synthesis and photocatalytic mechanism research | |
| CN104499053A (zh) | 一种氮化硅晶须的制备方法 | |
| CN105198754A (zh) | 一种制备n，n-二甲基-1，3-丙二胺的方法 | |
| CN107694595B (zh) | 一种氧掺杂氮化硼催化剂载体的制备方法 | |
| CN103627918A (zh) | 一种高致密度碳化硼复合材料及其制备方法 | |
| CN103539090A (zh) | 一种高取向排列的氮化碳纳米棒阵列及其制备方法 | |
| CN109622044A (zh) | 一种高效析氢催化剂材料、制备方法及应用 | |
| Zhou et al. | Sandwich template derived porous ZnO@ gCN heterostructure nanocomposites and the enhanced photocatalytic efficiency in oxidative coupling of amines | |
| CN102380408A (zh) | 一种纳米钽酸钠光催化剂的制备方法 | |
| CN114737220B (zh) | 一种二维材料二硫化钼/硫化镍/碳范德华异质结自支撑电极的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |