CN107185580A - 一种g‑C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂及其制备方法 - Google Patents
一种g‑C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107185580A CN107185580A CN201710437693.4A CN201710437693A CN107185580A CN 107185580 A CN107185580 A CN 107185580A CN 201710437693 A CN201710437693 A CN 201710437693A CN 107185580 A CN107185580 A CN 107185580A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zno
- nano piece
- photochemical catalyst
- zno nano
- preparation
- 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.)
- Granted
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 15
- VZOPRCCTKLAGPN-ZFJVMAEJSA-L potassium;sodium;(2r,3r)-2,3-dihydroxybutanedioate;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Na+].[K+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O VZOPRCCTKLAGPN-ZFJVMAEJSA-L 0.000 claims abstract description 14
- 229940074446 sodium potassium tartrate tetrahydrate Drugs 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 claims abstract description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 10
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 8
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 14
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 abstract 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 2
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006037 cell lysis Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012719 thermal polymerization Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
- B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/51—Spheres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
- B01J37/038—Precipitation; Co-precipitation to form slurries or suspensions, e.g. a washcoat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
- B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
- B01J37/086—Decomposition of an organometallic compound, a metal complex or a metal salt of a carboxylic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
- C01B3/042—Decomposition of water
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种g‑C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂及其制备方法。其特征在于，所述方法以酸化氮化碳、酒石酸钾钠、乙酸锌和尿素为原料，采用液相沉淀‑相转变技术得到g‑C3N4/ZnO多级异质结构光催化剂。多级结构的自组装与g‑C3N4的负载一步完成。首先，将酸化氮化碳溶于水中，依次加入一定量的酒石酸钾钠、乙酸锌、尿素，在70‑90℃反应3‑12小时，冰浴冷却，离心、干燥、焙烧相转变后得到g‑C3N4/ZnO纳米片多级结构光催化剂。本发明所用前驱物为廉价的乙酸锌，制备工艺简单、成本低；该方法所制备g‑C3N4/ZnO纳米片多级结构光催化剂的催化效率高，具有很好的光催化活性。
Description
技术领域
本发明属于光催化剂材料领域，涉及一种g-C3N4/ZnO多级结构光催化剂的制备方法，具体地说，是涉及一种由g-C3N4/ZnO纳米片自组装成的多级异质结构光催化剂的制备方法。
背景技术
目前，以太阳能利用为为目的的光催化技术在解决能源短缺和环境污染等方面表现出巨大的潜力，受到各国政府的高度重视。因此开发高效、低成本、能有效利用太阳光的光催化材料已成为光催化技术的研究热点。ZnO因绿色、环保、价格低廉，无二次污染等优点，被广泛用于太阳能电池和光催化等领域。但是由于ZnO是直接带隙宽禁带(Eg＝3.37eV)半导体，限制了对可见光的利用；而且高的光生电子空穴复合率导致较低的光量子效率。而类石墨结构的g-C3N4禁带宽度约2.7e V，具有良好的可见光响应，以其优异的化学稳定性和独特的电子能带结构，被视作一种价格低廉的可见光响应光催化材料。但是由于g-C3N4比表面小，所得g-C3N4的导电率较低、C-N层间无电子传输及光生电子空穴对复合严重，使其不能有效利用太阳光能，这严重制约了其在能源环境和光催化领域的大规模应用。因此，增大材料比表面积，优化光生载流子的传输路径和减少光生载流子的复合几率是提高材料量子效率的有效途径。将g-C3N4和ZnO复合组装成多级结构，形成异质界面，既能增加g-C3N4和ZnO的比表面积，保持材料的结构稳定性，避免使用过程中二次团聚，又有利于光生载流子传输，促进光生载流子的有效分离，进而提高其光催化性能。
中国发明专利CN201210421522.X公开了一种ZnO/g-C3N4复合光催化剂的制备方法，采用两段式溶剂热反应再超声分散的技术制备ZnO/g-C3N4复合光催化剂。中国发明专利CN201310436187.5公开了一种ZnO负载的介孔mpg-C3N4复合光催化剂及其制备方法，需要在乙二醇溶液中160度溶剂热反应24小时。Wang等公开了一种C3N4/ZnO复合材料用于光催化剂，首先采用液相法制备ZnO纳米棒，利用尿素热聚合法制备C3N4，再将所得C3N4通过超声法剥离，与ZnO纳米棒混合，可得C3N4/ZnO复合材料(Applied Catalysis B: Environmental206(2017)406–416)。Le等公开了一种介孔g-C3N4/ZnO复合材料光催化剂的制备方法。以介孔分子筛SBA-15为模板，三聚氰胺、浓硫酸、和硝酸锌为原料，经煅烧制得 SBA-15/g-C3N4/ZnO复合材料,再利用HF去除SBA-15，得到介孔g-C3N4/ZnO复合材料光催化剂(AppliedCatalysis B:Environmental 200(2017)601–610)。可以看出，目前制备的 g-C3N4/ZnO纳米结构，要么负载C3N4的步骤复杂，难以制备具有高比表面的g-C3N4/ZnO，要么采用价格昂贵的原料，生产成本高。
发明内容
本发明针对现有制备g-C3N4/ZnO过程复杂，生产成本高，形貌难以控制，特别是难以制备高比表面的g-C3N4/ZnO多级结构，而导致光响应范围窄，光生电子-空穴对的易复合，提出了一种g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂。该方法工艺简单，反应条件较温和，所制备出的g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构的光催化剂是由纳米片组装而成，光催化性能高。本发明采用以下技术方案予以实现：
一种g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂及其制备方法。其特征在于，所述方法以酸化氮化碳、酒石酸钾钠、乙酸锌和尿素为原料，采用液相沉淀-相转变技术得到g-C3N4/ZnO 多级异质结构光催化剂。实现g-C3N4/ZnO异质结构纳米片的制备与多级结构自组装的一步完成。制备方法包括下述步骤：
(1)称取0.5-3.0克的酸化氮化碳溶于水中，加入0.007克的酒石酸钾钠、0.28克的乙酸锌、0.4克的尿素，70-90℃反应3-12小时，分离、洗涤；
(2)将步骤(1)得到的产物干燥后，以1-20℃/min的升温速率升温至250-350℃，保温0.5-1h，得到g-C3N4/ZnO纳米片多级结构光催化剂。
本发明的优点在于：所用前驱物为廉价的乙酸锌，制备工艺简单、成本低；该方法所制备g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂的催化效率高，具有很好的光催化活性。
附图说明
图1实施例一所制备的g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构样品的XRD谱图。
图2实施例一所制备的g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构样品的FT-IR光谱图。
图3实施例一所制备的g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构样品的SEM照片。
图4实施例一和对比例一所制备的g-C3N4/ZnO和ZnO样品的光催化分解水制氢的产氢量图。
具体实施方式
下面通过实施例和对比例对本发明作进一步详细说明：
实施例一：
(1)将1.0克的酸化氮化碳溶于水中，加入0.007克的酒石酸钾钠、0.28克的乙酸锌、0.4 克的尿素，90℃反应12小时，分离、洗涤；
(2)将步骤(1)得到的产物干燥后，以1℃/min的升温速率升温300℃，保温0.5h，得到g-C3N4/ZnO纳米片多级结构光催化剂。
实施例二：
(1)将0.5克的酸化氮化碳溶于水中，加入0.007克的酒石酸钾钠、0.28克的乙酸锌、0.4 克的尿素，90℃反应12小时，分离、洗涤；
(2)将步骤(1)得到的产物干燥后，以1℃/min的升温速率升温300℃，保温0.5h，得到g-C3N4/ZnO纳米片多级结构光催化剂。
实施例三：
(1)将2.0克的酸化氮化碳溶于水中，加入0.007克的酒石酸钾钠、0.28克的乙酸锌、0.4 克的尿素，90℃反应12小时，分离、洗涤；
(2)将步骤(1)得到的产物干燥后，以1℃/min的升温速率升温300℃，保温0.5h，得到g-C3N4/ZnO纳米片多级结构光催化剂。
实施例四：
(1)将3.0克的酸化氮化碳溶于水中，加入0.007克的酒石酸钾钠、0.28克的乙酸锌、0.4 克的尿素，90℃反应12小时，分离、洗涤；
(2)将步骤(1)得到的产物干燥后，以1℃/min的升温速率升温300℃，保温0.5h，得到g-C3N4/ZnO纳米片多级结构光催化剂。
实施例五：
(1)将1.0克的酸化氮化碳溶于水中，加入0.007克的酒石酸钾钠、0.42克的乙酸锌、0.4克的尿素，70℃反应12小时，分离、洗涤；
(2)将步骤(1)得到的产物干燥后，以10℃/min的升温速率升温250℃，保温1h，得到 g-C3N4/ZnO纳米片多级结构光催化剂。
实施例六：
(1)将1.0克的酸化氮化碳溶于水中，加入0.014克的酒石酸钾钠、0.28克的乙酸锌、0.8克的尿素，80℃反应6小时，分离、洗涤；
(2)将步骤(1)得到的产物干燥后，以10℃/min的升温速率升温350℃，保温0.5h，得到g-C3N4/ZnO纳米片多级结构光催化剂。
实施例七：
(1)将1.0克的酸化氮化碳溶于水中，加入0.007克的酒石酸钾钠、0.42克的乙酸锌、0.4克的尿素，80℃反应4小时，分离、洗涤；
(2)将步骤(1)得到的产物干燥后，以5℃/min的升温速率升温300℃，保温0.5h，得到g-C3N4/ZnO纳米片多级结构光催化剂。
对比例一：
(1)将0.007克的酒石酸钾钠溶于水中，加入0.28克的乙酸锌、0.4克的尿素，90℃反应 12小时，分离、洗涤；
(2)将步骤(1)得到的产物干燥后，以1℃/min的升温速率升温300℃，保温0.5h，得到ZnO纳米片多级结构光催化剂。
图1为利用本发明实施例一所述方法制备的得到g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂的XRD谱图。由图可以看出，主要衍射峰可以指标化为纤锌矿结构ZnO的衍射，未观察到g-C3N4的XRD衍射峰，可能是由于g-C3N4含量较少，分散性好，或者样品结晶度较低所致。
图2为利用本发明实施例一所述方法制备的g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂样品的FT-IR光谱图。有图可以看出，在3100-3400cm-1处的宽吸收峰是由芳香环缺陷位的 NHx(x＝1,2)基团引起，1300-1700cm-1左右处的吸收峰归于碳氮环上C＝N双键、C-N单键伸缩振动，在814cm-1处的吸收峰对应于s-三嗪单元C-N的弯曲振动，上述FT-IR峰均归于 g-C3N4。
图3为利用本发明实施例一所述方法制备的g-C3N4/ZnO样品的SEM照片。从图中的照片可以看出，得到的g-C3N4/ZnO样品是由纳米片自组装而成的多级异质结构多孔微球。
图4是利用本发明实施例一所述方法制备的g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂和对比例所述方法制备的ZnO纳米片多级异质结构光催化剂的光催化分解水制氢的产氢速率图。从图4可以看出，本发明制备的g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂用于光催化分解水制氢产率可以高达7.5mmol/g，与对比例中未复合g-C3N4的ZnO相比较，本发明制备的 g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂光催化制氢效率大大提高。
将本发明制备的g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂用于水溶液中有机染料的光催化降解，对大部分常见有机染料也表现出很好的光催化降解效果，可用于有机废水的光催化处理。
上述实施例是本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，未背离本发明的原理与工艺过程下所作的其它任何改变、替代、简化等，均为等效的置换，都应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂及其制备方法。其特征在于，所述方法以酸化氮化碳、酒石酸钾钠、乙酸锌和尿素为原料，采用液相沉淀-相转变技术得到g-C3N4/ZnO多级异质结构光催化剂。实现g-C3N4/ZnO异质结构纳米片的制备与多级结构自组装的一步完成。制备方法包括下述步骤：
(1)称取0.5-3.0克的酸化氮化碳溶于水中，加入0.007克的酒石酸钾钠、0.28克的乙酸锌、0.4克的尿素，70-90℃反应3-12小时，分离、洗涤。
(2)将步骤(1)得到的产物干燥后，以1-20℃/min的升温速率升温至250-350℃，保温0.5-1h，得到g-C3N4/ZnO纳米片多级结构光催化剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710437693.4A CN107185580B (zh) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | 一种g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710437693.4A CN107185580B (zh) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | 一种g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107185580A true CN107185580A (zh) | 2017-09-22 |
| CN107185580B CN107185580B (zh) | 2020-07-03 |
Family
ID=59877437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710437693.4A Active CN107185580B (zh) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | 一种g-C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107185580B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108212191A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-06-29 | 吉林师范大学 | 一种氧化锌@氮化碳量子点复合结构可见光催化剂的制备方法 |
| CN108246241A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-07-06 | 长沙理工大学 | 一种由螺旋状g-C3N4/ZnO复合纳米棒组装的海胆型超结构材料 |
| CN108262054A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-07-10 | 内蒙古大学 | 一种钒酸银/多孔氮化碳异质结复合光催化剂的制备方法 |
| CN108722466A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-02 | 青岛科技大学 | 一种g-C3N4/ZnO复合空心微球的制备方法 |
| CN110560126A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-13 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 富含低价态锌离子的Zn/氮化碳异质结材料的制备方法及产品和应用 |
| CN112264079A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-01-26 | 景德镇陶瓷大学 | 构造金属氧化物纳米阵列/二维氮化碳的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101279251A (zh) * | 2008-02-27 | 2008-10-08 | 浙江大学 | 一种嵌入异质结一维掺杂TiO2光催化剂及其制备和应用 |
| CN102950016A (zh) * | 2012-10-29 | 2013-03-06 | 华东理工大学 | 一种ZnO/g-C3N4复合光催化剂的制备方法 |
| CN103143355A (zh) * | 2013-03-23 | 2013-06-12 | 青岛科技大学 | 一种Ag/ZnO分级结构微球的制备方法 |
| CN106311307A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-11 | 江苏大学 | 一种制备异质结光催化剂的方法 |
| CN106732587A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 青岛科技大学 | 一种高产氢性能原子态Ag修饰的ZnO多晶纳米带组装结构的制备方法 |
-
2017
- 2017-06-12 CN CN201710437693.4A patent/CN107185580B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101279251A (zh) * | 2008-02-27 | 2008-10-08 | 浙江大学 | 一种嵌入异质结一维掺杂TiO2光催化剂及其制备和应用 |
| CN102950016A (zh) * | 2012-10-29 | 2013-03-06 | 华东理工大学 | 一种ZnO/g-C3N4复合光催化剂的制备方法 |
| CN103143355A (zh) * | 2013-03-23 | 2013-06-12 | 青岛科技大学 | 一种Ag/ZnO分级结构微球的制备方法 |
| CN106311307A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-11 | 江苏大学 | 一种制备异质结光催化剂的方法 |
| CN106732587A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 青岛科技大学 | 一种高产氢性能原子态Ag修饰的ZnO多晶纳米带组装结构的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 乔玉林: "《纳米微粒的润滑和自修复技术》", 30 September 2005, 国防工业出版社 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108212191A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-06-29 | 吉林师范大学 | 一种氧化锌@氮化碳量子点复合结构可见光催化剂的制备方法 |
| CN108262054A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-07-10 | 内蒙古大学 | 一种钒酸银/多孔氮化碳异质结复合光催化剂的制备方法 |
| CN108246241A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-07-06 | 长沙理工大学 | 一种由螺旋状g-C3N4/ZnO复合纳米棒组装的海胆型超结构材料 |
| CN108722466A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-02 | 青岛科技大学 | 一种g-C3N4/ZnO复合空心微球的制备方法 |
| CN110560126A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-13 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 富含低价态锌离子的Zn/氮化碳异质结材料的制备方法及产品和应用 |
| CN112264079A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-01-26 | 景德镇陶瓷大学 | 构造金属氧化物纳米阵列/二维氮化碳的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107185580B (zh) | 2020-07-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107185580A (zh) | 一种g‑C3N4/ZnO纳米片多级异质结构光催化剂及其制备方法 | |
| CN107081166B (zh) | 一种多级结构g-C3N4/TiO2的制备方法 | |
| CN108479855B (zh) | 一种核壳结构金属有机骨架基复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN109092343B (zh) | 一种可见光响应型g-C3N4/BiVO4异质结材料的制备方法及其应用 | |
| CN107115884B (zh) | 一种g-C3N4/TiO2纳米线组装结构光催化剂 | |
| CN103736513B (zh) | 一种TiO2(B)@g-C3N4复合纳米片光催化剂的制备方法 | |
| CN102145280B (zh) | 稻壳活性炭/二氧化硅/二氧化钛复合材料的制备方法 | |
| CN103638922B (zh) | 介孔三氧化钨/还原氧化石墨烯复合光催化剂的制备方法 | |
| CN104525168B (zh) | 一种以一步水热法合成用于光解水制氢的锐钛矿/板钛矿纳米复合材料的方法 | |
| CN110075854B (zh) | 一种整体式催化剂的制备及其应用方法 | |
| CN110773213A (zh) | 一维硫化镉/二维碳化钛复合光催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN103861618A (zh) | 一种SnO2基复合可见光光催化剂的制备方法 | |
| CN103861630A (zh) | 一种共聚合改性的石墨相氮化碳空心球可见光催化剂 | |
| CN107224986B (zh) | 一种二硫化钼/铌酸锡复合纳米材料及用途 | |
| CN105214711A (zh) | 一种制备Ag/g-C3N4催化剂的方法 | |
| CN115414955A (zh) | 一种黑磷/高结晶氮化碳复合光催化剂及其制备方法和其应用 | |
| CN111705419A (zh) | 一种负载金属掺杂氮化碳的石墨烯基柔性无纺布及其制备方法和应用 | |
| CN114100647A (zh) | 一种富缺陷三维交联g-C3N4杂化二维Ti3C2MXene光催化剂的制备方法 | |
| CN102266764A (zh) | 一种膨胀石墨/氧化锌复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN105879855B (zh) | 一种石墨烯-γ-钼酸铋纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN106881154A (zh) | 一种聚苯胺‑钼酸铋异质结光催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN116393155A (zh) | 碳环掺杂的g-C3N4基面内异质结的制备方法及其应用于光重整纤维素 | |
| CN110560093B (zh) | 二维MoS2负载Cu的光催化剂的制备方法 | |
| CN108435250A (zh) | 一种用于制氢的可回收氮化碳光催化剂及制备方法 | |
| CN108273519A (zh) | 一种用于制氢的空心波浪形硫化镉光催化剂及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221101 Address after: No. 99, Gangcheng Road, Dongying Port Economic Development Zone, Dongying City, Shandong Province 257237 Patentee after: Dongying Ruigang Investment Service Co.,Ltd. Address before: 266000 Qingdao University of Science & Technology, 53 Zhengzhou Road, Shibei District, Qingdao, Shandong Patentee before: QINGDAO University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY |