CN111167494B - 全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料及制备方法和用途 - Google Patents
全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料及制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111167494B CN111167494B CN202010012427.9A CN202010012427A CN111167494B CN 111167494 B CN111167494 B CN 111167494B CN 202010012427 A CN202010012427 A CN 202010012427A CN 111167494 B CN111167494 B CN 111167494B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pca
- precursor solution
- polycarbonate
- composite nanofiber
- solution
- 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
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 title claims abstract description 162
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 title claims abstract description 114
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 78
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 15
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 title description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 152
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 36
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 219
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 156
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 123
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 123
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 91
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 89
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 89
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 89
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 85
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 85
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 70
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 51
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 42
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical group C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 39
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical compound OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 37
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 33
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims description 28
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 27
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 27
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 26
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 19
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 19
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 16
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 claims description 11
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 10
- DODHYCGLWKOXCD-UHFFFAOYSA-N C[Pt](C1(C=CC=C1)C)(C)C Chemical compound C[Pt](C1(C=CC=C1)C)(C)C DODHYCGLWKOXCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- XDWXRAYGALQIFG-UHFFFAOYSA-L zinc;propanoate Chemical compound [Zn+2].CCC([O-])=O.CCC([O-])=O XDWXRAYGALQIFG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- KLFRPGNCEJNEKU-FDGPNNRMSA-L (z)-4-oxopent-2-en-2-olate;platinum(2+) Chemical compound [Pt+2].C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O KLFRPGNCEJNEKU-FDGPNNRMSA-L 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- MBUJACWWYFPMDK-UHFFFAOYSA-N pentane-2,4-dione;platinum Chemical compound [Pt].CC(=O)CC(C)=O MBUJACWWYFPMDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 24
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 16
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 6
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 64
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 34
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 14
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical compound [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 5
- CHACQUSVOVNARW-LNKPDPKZSA-M silver;(z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound [Ag+].C\C([O-])=C\C(C)=O CHACQUSVOVNARW-LNKPDPKZSA-M 0.000 description 5
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 4
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 2
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 2
- 241001579016 Nanoa Species 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 1
- 241001464837 Viridiplantae Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000013335 mesoporous material Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000006163 transport media Substances 0.000 description 1
Images
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
-
- B01J35/39—
-
- B01J35/58—
-
- 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
- B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
- B01J37/0018—Addition of a binding agent or of material, later completely removed among others as result of heat treatment, leaching or washing,(e.g. forming of pores; protective layer, desintegrating by heat)
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种导电层具有良好传电特性、吸附性和稳定性；以及欧姆接触界面具有非核壳包覆结构、宽带半导体(SC)具有能带调控特性、不发生光腐蚀反应等特点的有序层状Z型全固态(SC‑掺杂剂)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。该催化材料光催化水解制氢性能优越，回收循环多次使用后催化性能损失率低，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及水解制氢光催化材料，具体涉及一种全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料及其制备方法和用途，属于光催化水解制氢技术领域。
背景技术
能源危机和利用再生资源制备清洁无污染的新能源是人类社会可持续发展必然面临和亟待解决的重大课题。氢能不但能量密度高、燃烧效率高、清洁廉价，而且为人类社会可持续利用，是一种替代传统化石燃料的最佳能源。光催化工程技术是直接利用低密度的太阳能转换成为化学反应所需的能量，不但用来氧化降解各种污染物，而且也可以还原再生新物质的先进技术，是解决能源危机问题的有效方式。为此，太阳能光催化分解水制氢技术由于有效避免采用裂解化石能源制氢和电解水制氢带来的污染大、能耗高的缺点，而成为最有前景的氢能开发技术手段之一。然而，目前研究较多的光解水催化体系普遍存在太阳光谱吸收范围窄，光生电子-空穴对分离效率低等问题，影响了光催化制氢技术的实用化和产业化进程。因此，构筑高效可见光制氢体系，是光催化领域研究热点之一。
目前，绿色植物光合作用的Z型反应吸引了越来越多的关注，通过不同催化剂协同和光激发途径，完成光解水制氢过程，不仅实现了H+/H2和O2/H2O能隙的跨越，而且又能有效利用可见光，使光解水过程得以连续进行，成为光催化分解水制氢重要研究方向。但是，该类固/液/固Z型光催化体系的电子传输介质为溶液中的氧化还原电子对，很容易与半导体上的电子和空穴发生氧化还原反应，导致光催化效率降低。与固/液/固Z型光催化体系相比，三元全固态Z型光催化体系因其电子传输介质为固体，不仅可以避免液态电子传输介质与半导体发生氧化还原反应，提高量子效率，而且可以使催化体系循环利用于气液固三态。但由于窄带半导体本身较低的量子效率、低的氧化还原能力、易于光腐蚀、影响和限制了其实际应用。为此，具有可见光活性的宽带半导体(Eg≥3.0eV)Z型全固态结构研究已成为光催化领域的重要前沿课题。但迄今为止，大量的工作还主要集中在半导体界面的调控、化学合成壳核结构方面。
我们知道，高催化活性的Z型全固态纳米复合体依赖半导体界面较低电阻的欧姆接触(图 1)，才能实现光生电荷的Z型传递，而界面较高的接触势垒，则出现非Z型传递(图2)。因此，目前制备的可见光活性的宽带半导体Z型全固态结构存在两个问题：首先，二元半导体- 半导体之间产生的光生电子和空穴容易分别向高的导带和低的价带转移(图2)，与传统的半导体敏化修饰相似，在界面就会出现较高的接触势垒，使光生电荷呈非Z型传递；而化学法制备的Z型结构很难消除半导体与半导体直接接触。其次，核壳包覆内的半导体受不到光照，产生不出光生电子-空穴对，因而就不可能实现Z型传递。这些消弱了采用能带调控宽带半导体Z型全固态结构提高可见光催化活性，影响和制约了其实际应用。为此，基于可见光活性宽带半导体Z型全固态新型材料精密构建是当前的首要任务。
发明内容
针对现有技术的不足，本申请提供了一种具备导电层具有良好传电特性、吸附性和稳定性；以及欧姆接触界面具有非核壳包覆结构、宽带半导体具有能带调控特性、不发生光腐蚀反应等特点的有序层状Z型全固态(SC-掺杂剂)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案具体如下：
根据本发明的第一种实施方案，提供一种全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
该复合纳米纤维光催化材料是通过以聚碳酸酯(PCA)为软模板、在溶剂中负载锌和铂，获得PCA-Zn/Pt前驱体溶液。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为石墨(GR)碳源，溶于溶剂中，获得PVP前驱体溶液。以聚碳酸酯(PCA)为软模板、以三聚氰酸和三聚氰胺混合物(CM) 为C3N4前驱物，溶于溶剂中，获得PCA-CM前驱体溶液。然后以PCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、以PVP前驱体溶液为中层溶液、以PCA-Zn/Pt前驱体溶液为核芯溶液，采用三同轴静电纺丝技术制备获得由PCA-Zn/Pt、PVP和PCA-CM组成的三层复合纳米纤维原丝。最后将三层复合纳米纤维原丝经热处理后获得有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
作为优选，所述锌来源于有机锌源，优选来源于醋酸锌、丙酸锌中的一种。
作为优选，所述铂来源于有机铂源，优选来源于三甲基(甲基环戊二烯基)铂、乙酰丙酮铂中的一种。
作为优选，在PCA-Zn/Pt前驱体溶液中，锌的含量与铂的含量的摩尔比为10-100:1，优选为20-80:1，更优选为30-50:1。
作为优选，所述三聚氰酸和三聚氰胺混合物(CM)中，所述三聚氰酸和三聚氰胺的质量比为0.5-1.5:1，优选为0.8-1.2:1。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种制备第一种实施方案所述的复合纳米纤维光催化材料的方法，该方法包括以下步骤：
1)将聚碳酸酯(PCA)、锌源和铂源溶于有机溶剂中获得PCA-Zn/Pt前驱体溶液。
2)将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于有机溶剂中获得PVP前驱体溶液。
3)将聚碳酸酯(PCA)、三聚氰酸和三聚氰胺混合物(CM)溶于有机溶剂获得PCA-CM前驱体溶液。
4)以PCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、以PVP前驱体溶液为中层溶液、以PCA-Zn/Pt前驱体溶液为核芯溶液，采用三同轴静电纺丝技术制备获得了由PCA-Zn/Pt、PVP和PCA-CM组成的三层复合纳米纤维原丝。
5)将步骤4)获得的由PCA-Zn/Pt、PVP和PCA-CM组成的三层复合纳米纤维原丝进行热处理后即获得有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
作为优选，在步骤1)中，所述聚碳酸酯(PCA)、锌源、铂源加入量的质量比为 150-200:10-100:1，优选为155-180:15-80:1，更优选为160-170:20-60:1。
作为优选，所述有机溶剂为四氢呋喃(THF)和/或无水乙醇。所述有机溶剂加入量与聚碳酸酯(PCA)加入量的质量比为3-20:1，优选为5-15:1，更优选为8-12:1。
作为优选，在步骤2)中，所述有机溶剂为无水乙醇，所述有机溶剂加入量与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入量的质量比为1-10:1，优选为2-8:1，更优选为3-5:1。
作为优选，在步骤3)中，所述聚碳酸酯(PCA)加入量与三聚氰酸和三聚氰胺混合物(CM)加入量的质量比为1:1-5，优选为1:1.5-4，更优选为1:1.8-3。
作为优选，所述有机溶剂为四氢呋喃(THF)，所述有机溶剂加入量与聚碳酸酯(PCA) 加入量的质量比为3-20:1，优选为5-15:1，更优选为8-12:1。
作为优选，在步骤4)制作三层复合纳米纤维原丝的过程中，所述PCA-Zn/Pt前驱体溶液、PVP前驱体溶液、PCA-CM前驱体溶液加入量的体积比为1-2:0.8-1.5:1-2，优选为 1-1.5:1:1-1.5。
作为优选，在步骤5)中，所述热处理为煅烧处理，所述热处理温度为200-800℃(优选为300-500℃)，热处理时间为0.5-5h(1.5-4h)。
作为优选，所述热处理升温速率为1-5℃/min(优选为2-3℃/min)。
作为优选，步骤1)具体为：按比例先称取聚碳酸酯(PCA)溶于有机溶剂中，充分搅拌(例如磁力搅拌1-40min，优选为5-30min)至完全溶解。然后再按比例称取锌源(优选来源于醋酸锌和/或丙酸锌)和铂源(优选来源于三甲基(甲基环戊二烯基)铂和/或乙酰丙酮铂)溶于PCA溶液中，经充分搅拌(例如磁力搅拌1-40min，优选为5-30min)混合均匀后获得PCA-Zn/Pt前驱体溶液。
作为优选，步骤2)具体为：按比例称取聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于有机溶剂中，充分搅拌(例如磁力搅拌1-40min，优选为5-30min)至完全溶解后获得PVP前驱体溶液。
作为优选，步骤3)具体为：按比例先称取聚碳酸酯(PCA)溶于有机溶剂中，充分搅拌(例如磁力搅拌1-40min，优选为5-30min)至完全溶解。然后再按比例称取三聚氰酸和三聚氰胺混合物(例如三聚氰酸和三聚氰胺的质量比为0.5-1.5:1，优选为0.8-1.2:1)溶于PCA 溶液中，经充分搅拌(例如磁力搅拌1-40min，优选为5-30min)混合均匀后获得PCA-CM前驱体溶液。
作为优选，步骤4)具体为：按比例分别将PCA-Zn/Pt前驱体溶液、PVP前驱体溶液、PCA-CM前驱体溶液装入至注射器中，采用三同轴静电纺丝仪进行纺丝。静电纺丝温度为10-30℃(优选为室温)，正压为10-15kV，负压为0.5-1.5kV，纺丝液推进速度为0.02-0.08mm/s (优选为0.03-0.07mm/s，例如0.06mm/s)。纺丝完成后，对三层复合纳米纤维原丝进行干燥 (例如干燥箱干燥，干燥温度为50-90℃，干燥时间为0.5-3h)后，获得固化后的三层复合纳米纤维原丝。
作为优选，步骤5)具体为：将步骤4)获得的固化后的三层复合纳米纤维原丝进行煅烧 (例如置于马沸炉中煅烧)。煅烧温度为200-800℃(优选为300-500℃)，煅烧恒温时间为0.5-5h (1.5-4h)。煅烧升温速率为1-5℃/min(优选为2-3℃/min)。煅烧完成后，冷却(例如自然降温至室温)，即获得有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
根据本发明的第三种实施方案，提供一种全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
该复合纳米纤维光催化材料是通过以聚碳酸酯(PCA)为软模板、在溶剂中负载钛和银，获得PCA-Ti/Ag前驱体溶液。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为石墨(GR)碳源，溶于溶剂中，获得PVP前驱体溶液。以聚碳酸酯(PCA)为软模板、以三聚氰酸和三聚氰胺混合物(CM) 为C3N4前驱物，溶于溶剂中，获得PCA-CM前驱体溶液。然后以PCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、以PVP前驱体溶液为中层溶液、以PCA-Ti/Ag前驱体溶液为核芯溶液，采用三同轴静电纺丝技术制备获得由PCA-Ti/Ag、PVP和PCA-CM组成的三层复合纳米纤维原丝。最后将三层复合纳米纤维原丝经热处理后获得有序层状Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
作为优选，所述钛来源于有机钛源，优选来源于钛酸丁酯。
作为优选，所述银来源于有机银源，优选来源于乙酰丙酮银。
作为优选，在PCA-Ti/Ag前驱体溶液中，钛的含量与银的含量的摩尔比为10-100:1，优选为20-80:1，更优选为30-60:1。
作为优选，所述三聚氰酸和三聚氰胺混合物(CM)中，所述三聚氰酸和三聚氰胺的质量比为0.5-1.5:1，优选为0.8-1.2:1。
根据本发明的第四种实施方案，提供一种制备第三种实施方案所述的复合纳米纤维光催化材料的方法，该方法包括以下步骤：
1)将聚碳酸酯(PCA)、钛源和银源溶于有机溶剂中获得PCA-Ti/Ag前驱体溶液。
2)将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于有机溶剂中获得PVP前驱体溶液。
3)将聚碳酸酯(PCA)、三聚氰酸和三聚氰胺混合物(CM)溶于有机溶剂获得PCA-CM前驱体溶液。
4)以PCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、以PVP前驱体溶液为中层溶液、以PCA-Ti/Ag前驱体溶液为核芯溶液，采用三同轴静电纺丝技术制备获得了由PCA-Ti/Ag、PVP和PCA-CM组成的三层复合纳米纤维原丝。
5)将步骤4)获得的由PCA-Ti/Ag、PVP和PCA-CM组成的三层复合纳米纤维原丝进行热处理后即获得有序层状Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
作为优选，在步骤1)中，所述聚碳酸酯(PCA)、钛源、银源加入量的质量比为 50-500:5-150:1，优选为100-400:10-100:1，更优选为150-300:20-80:1。
作为优选，所述有机溶剂为四氢呋喃(THF)和/或无水乙醇。所述有机溶剂加入量与聚碳酸酯(PCA)加入量的质量比为3-20:1，优选为5-15:1，更优选为8-12:1。
作为优选，在步骤2)中，所述有机溶剂为无水乙醇，所述有机溶剂加入量与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入量的质量比为1-10:1，优选为2-8:1，更优选为3-5:1。
作为优选，在步骤3)中，所述聚碳酸酯(PCA)加入量与三聚氰酸和三聚氰胺混合物(CM)加入量的质量比为1:1-5，优选为1:1.5-4，更优选为1:1.8-3。
作为优选，所述有机溶剂为四氢呋喃(THF)，所述有机溶剂加入量与聚碳酸酯(PCA) 加入量的质量比为3-20:1，优选为5-15:1，更优选为8-12:1。
作为优选，在步骤4)制作三层复合纳米纤维原丝的过程中，所述PCA-Ti/Ag前驱体溶液、PVP前驱体溶液、PCA-CM前驱体溶液加入量的体积比为1-2:0.8-1.5:1-2，优选为 1-1.5:1:1-1.5。
作为优选，在步骤5)中，所述热处理为煅烧处理，所述热处理温度为200-800℃(优选为300-500℃)，热处理时间为0.5-5h(1.5-4h)。
作为优选，所述热处理升温速率为1-5℃/min(优选为2-3℃/min)。
作为优选，步骤1)具体为：按比例先称取聚碳酸酯(PCA)溶于有机溶剂中，充分搅拌(例如磁力搅拌1-40min，优选为5-30min)至完全溶解；然后再按比例称取钛源(优选来源于钛酸丁酯)和银源(优选来源于乙酰丙酮银)溶于PCA溶液中，经充分搅拌(例如磁力搅拌1-40min，优选为5-30min)混合均匀后获得PCA-Ti/Ag前驱体溶液。
作为优选，步骤2)具体为：按比例称取聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于有机溶剂中，充分搅拌(例如磁力搅拌1-40min，优选为5-30min)至完全溶解后获得PVP前驱体溶液。
作为优选，步骤3)具体为：按比例先称取聚碳酸酯(PCA)溶于有机溶剂中，充分搅拌(例如磁力搅拌1-40min，优选为5-30min)至完全溶解。然后再按比例称取三聚氰酸和三聚氰胺混合物(例如三聚氰酸和三聚氰胺的质量比为0.5-1.5:1，优选为0.8-1.2:1)溶于PCA 溶液中，经充分搅拌(例如磁力搅拌1-40min，优选为5-30min)混合均匀后获得PCA-CM前驱体溶液。
作为优选，步骤4)具体为：按比例分别将PCA-Ti/Ag前驱体溶液、PVP前驱体溶液、PCA-CM前驱体溶液装入至注射器中，采用三同轴静电纺丝仪进行纺丝。静电纺丝温度为10-30℃(优选为室温)，正压为10-15kV，负压为0.5-1.5kV，纺丝液推进速度为0.02-0.08mm/s (优选为0.03-0.07mm/s，例如0.06mm/s)。纺丝完成后，对三层复合纳米纤维原丝进行干燥 (例如干燥箱干燥，干燥温度为50-90℃，干燥时间为0.5-3h)后，获得固化后的三层复合纳米纤维原丝。
作为优选，步骤5)具体为：将步骤4)获得的固化后的三层复合纳米纤维原丝进行煅烧 (例如置于马沸炉中煅烧)。煅烧温度为200-800℃(优选为300-500℃)，煅烧恒温时间为0.5-5h (1.5-4h)。煅烧升温速率为1-5℃/min(优选为2-3℃/min)。煅烧完成后，冷却(例如自然降温至室温)，即获得有序层状Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
根据本发明的第五种实施方案，提供一种根据第一种实施方案所述的全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料或第二种实施方案所述方法制备获得的全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料的用途：将所述全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料用于光催化水解制氢。
根据本发明的第六种实施方案，提供一种根据第三种实施方案所述的全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料或第四种实施方案所述方法制备获得的全固态 (TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料的用途：将所述全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料用于光催化水解制氢。
在本发明中，三同轴静电纺丝技术(Electrospinning)是一种利用高压静电为驱动力，通过三轴喷头制备有机聚合物纳米纤维的方法。该技术的核心是使带电荷的聚合物溶液在高压静电场中流动，通过三轴喷头控制形态、经溶剂蒸发固化，得到三层纤维。因其具有纳米直径、纳米级微孔、极大的比表面积等特性而使其在诸多领域有潜在的应用，特别是以其为原丝硬模板，推动长径比可调，获得结构可控有序层状的无机纤维。
在本发明中，以聚碳酸酯(PCA)为“软模板”，通过聚碳酸酯(PCA)在溶剂体系中与无机源(锌和/或铂)等之间的非共价键作用力以及电化学反应，使反应物在具有纳米尺度的微孔或层隙间反应，形成特定纳米结构的介孔材料，并利用其空间限制作用和模板剂的调节作用对合成材料的尺寸、形貌等进行有效控制，该过程简单易控。
在本发明中，采用三同轴静电纺丝技术制备获得三层复合纳米纤维原丝后需对三层复合纳米纤维原丝进行干燥(例如干燥箱干燥，干燥温度为50-90℃，干燥时间为0.5-3h)，进而蒸发掉多余的溶剂，获得固化后的三层复合纳米纤维原丝，防止存在多余溶剂影响后续热处理时对产物的影响(溶剂高温碳化后会破坏或堵塞有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4或 (TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料的空隙，从而影响其性能)。
在本发明中，采用三同轴静电纺丝技术纺丝时，是以PCA-CM前驱体溶液为壳层溶液 (Outer sheath Solution)、以PVP前驱体溶液为中层溶液(Intermediate Solution)、以PCA-Ti/Ag 或PCA-Zn/Pt前驱体溶液为核芯溶液(Inner Solution)，如图7所示，核芯溶液(Inner Solution) 从静电纺丝装置的上端的注射器注入，中层溶液(IntermediateSolution)从静电纺丝装置的中端的注射器注入，壳层溶液(Outer sheath Solution)则从静电纺丝装置的底端的注射器注入，同时调节三同轴静电纺丝装置的静电纺丝温度为10-30℃(优选为室温)，正压为10-15kV，负压为0.5-1.5kV，纺丝液推进速度为0.02-0.08mm/s(优选为0.03-0.07mm/s，例如0.06mm/s)，获得由PCA-Ti/Ag或PCA-Zn/Pt、PVP和PCA-CM组成的三层复合纳米纤维原丝，然后以该三层复合纳米纤维原丝为“硬模板”和“石墨碳源”，通过原位生成和热处理过程后获得有序层状Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4或(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。最后再以该有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4或(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料为催化剂，组建可见光催化反应体系，采用可见光催化反应器进行测试发现：该有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4或(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料的导电层具有良好传电特性，吸附性和稳定性、其欧姆接触界面具有非核壳包覆结构以及宽带半导体具有能带调控特性，不发生光腐蚀反应，因此在光解水制氢机制中，重复使用后其催化活性和催化效率优异，是具有高活性和优异重复使用性能的Z型催化材料。
在本发明中，应用三同轴静电纺丝原位生成技术制备具有新奇结构和优异物化性质的有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4或(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维，为此类纤维材料应用研究开创了一个新的领域。同时利用有序层状特性，能带调控特性，石墨高导电性、结合异质表界面效应、欧姆接触效应、宽谱吸光效应，获得具有高活性和优异重复使用性能的有序层状Z型全固态复合纳米纤维材料，为探索此类纤维材料制备、表界面行为调控与微观协同催化机制及其在光解水制氢领域的实际应用提供理论依据和奠定技术基础。
在本发明中，由PCA-Zn/Pt、PVP和PCA-CM组成的三层复合纳米纤维原丝在热处理煅烧时，Pt元素由于性质稳定而以单质Pt形式存在，而Zn元素则被氧化最终以ZnO的形式存在。
在本发明中，采用ZnO或TiO2宽带半导体和Pt或Ag掺杂剂前驱物作为三层复合纳米纤维原丝核芯前驱物(即PCA-Ti/Ag或PCA-Zn/Pt)，其中，ZnO或TiO2是宽带半导体，Pt 或Ag为贵金属，不但导电性能强，而且不易发生光腐蚀，而且能够与宽带半导体形成杂质能级，能够调节ZnO或TiO2的能级结构产生积极作用，使其具有可见光吸收性能。
与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
1：本发明的有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4或(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料导电层具有良好传电特性，吸附性和稳定性。
2：本发明的有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4或(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料的欧姆接触界面具有非核壳包覆结构。
3：本发明的有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4或(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料宽带半导体具有能带调控特性，不发生光腐蚀反应。
4：本发明的有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4或(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料制备方式简单，成本低，在光解水制氢机制中具有高催化活性和优异重复使用性。
附图说明
图1为Z型结构光催化机制图；
图2为非Z型结构光催化机制图；
图3为(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维类光催化剂多次催化(图示为5次)产氢性能测试结果柱状图；
图4为(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维类光催化剂多次催化(图示为5次)产氢性能测试结果柱状图；
图5为实施例8的有序层状Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维的扫描电镜图；
图6为实施例8的有序层状Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维的透射电镜图；
图7为实施例8的有序层状Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维元素能谱照片；
图8为三同轴静电纺丝过程示意图。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
根据本发明的第一种具体实施方式，提供一种全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
该复合纳米纤维光催化材料是通过以聚碳酸酯(PCA)为软模板、在溶剂中负载锌和铂，获得PCA-Zn/Pt前驱体溶液。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为石墨(GR)碳源，溶于溶剂中，获得PVP前驱体溶液。以聚碳酸酯(PCA)为软模板、以三聚氰酸和三聚氰胺混合物(CM) 为C3N4前驱物，溶于溶剂中，获得PCA-CM前驱体溶液。然后以PCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、以PVP前驱体溶液为中层溶液、以PCA-Zn/Pt前驱体溶液为核芯溶液，采用三同轴静电纺丝技术制备获得由PCA-Zn/Pt、PVP和PCA-CM组成的三层复合纳米纤维原丝。最后将三层复合纳米纤维原丝经热处理后获得有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
作为优选，所述锌来源于有机锌源，优选来源于醋酸锌、丙酸锌中的一种。
作为优选，所述铂来源于有机铂源，优选来源于三甲基(甲基环戊二烯基)铂、乙酰丙酮铂中的一种。
作为优选，在PCA-Zn/Pt前驱体溶液中，锌的含量与铂的含量的摩尔比为10-100:1，优选为20-80:1，更优选为30-50:1。
作为优选，所述三聚氰酸和三聚氰胺混合物(CM)中，所述三聚氰酸和三聚氰胺的质量比为0.5-1.5:1，优选为0.8-1.2:1。
实施例1
一种制备全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料的方法，该方法包括以下步骤：
A)纺丝前驱体溶液的制备：
称取1.6000g低聚物PCA(聚碳酸酯)加入到20mL THF(四氢呋喃)中，磁力搅拌使其充分溶解；再称取0.2200g醋酸锌和0.0115g三甲基(甲基环戊二烯基)铂的有机前驱体溶于PCA溶液中，充分搅拌混合均匀后获得PCA-Zn/Pt前驱体溶液。
称取2.1000g PVP加入到15mL无水乙醇中，磁力搅拌使其充分溶解后获得PVP前驱体溶液。
称取1.6000g低聚物PCA(聚碳酸酯)加入到20mL THF(四氢呋喃)中，磁力搅拌使其充分溶解；再称取2.7000g CM(三聚氰酸和三聚氰胺按质量比为1:1的混合物)溶于PCA 溶液中，充分搅拌混合均匀后获得PCA-CM前驱体溶液。
B)三层复合纳米纤维原丝的制备：
量取25mLPCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、量取25mLPVP前驱体溶液为中层溶液、量取25mLPCA-Zn/Pt前驱体溶液为核芯溶液分别装入注射器中，开启三同轴静电纺丝装置，在室温下，调节三同轴静电纺丝装置的正压为12kV，负压为1kV，溶液推进速度为0.06mm/s，开始纺丝。纺丝完成后，将获得的三层复合纳米纤维原丝置于干燥箱中于80℃温度下干燥1h，获得固化后的三层复合纳米纤维原丝。
C)有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IB的制备：
将固化后的三层复合纳米纤维原丝置于清洁的干锅中，然后将盛有三层复合纳米纤维原丝的干锅移入至马沸炉中，调节马沸炉升温速率为2℃/min，升温至500℃恒温为2h进行煅烧。煅烧完成后，自然冷却至室温，即获得Pt:ZnO的摩尔比约为3％的有序层状Z型全固态 (ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IB。
实施例2
一种制备全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料的方法，该方法包括以下步骤：
A)纺丝前驱体溶液的制备：
称取1.6000g低聚物PCA(聚碳酸酯)加入到20mL THF(四氢呋喃)中，磁力搅拌使其充分溶解；再称取0.2200g醋酸锌和0.0190g三甲基(甲基环戊二烯基)铂的有机前驱体溶于PCA溶液中，充分搅拌混合均匀后获得PCA-Zn/Pt前驱体溶液。
称取1.9000g PVP加入到15mL无水乙醇中，磁力搅拌使其充分溶解后获得PVP前驱体溶液。
称取1.6000g低聚物PCA(聚碳酸酯)加入到20mL THF(四氢呋喃)中，磁力搅拌使其充分溶解；再称取2.7000g CM(三聚氰酸和三聚氰胺按质量比为1:1的混合物)溶于PCA 溶液中，充分搅拌混合均匀后获得PCA-CM前驱体溶液。
B)三层复合纳米纤维原丝的制备：
量取25mLPCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、量取25mLPVP前驱体溶液为中层溶液、量取25mLPCA-Zn/Pt前驱体溶液为核芯溶液分别装入注射器中，开启三同轴静电纺丝装置，在室温下，调节三同轴静电纺丝装置的正压为12kV，负压为1kV，溶液推进速度为0.06mm/s，开始纺丝。纺丝完成后，将获得的三层复合纳米纤维原丝置于干燥箱中于80℃温度下干燥1h，获得固化后的三层复合纳米纤维原丝。
C)有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IIB的制备：
将固化后的三层复合纳米纤维原丝置于清洁的干锅中，然后将盛有三层复合纳米纤维原丝的干锅移入至马沸炉中，调节马沸炉升温速率为2℃/min，升温至500℃恒温为2h进行煅烧。煅烧完成后，自然冷却至室温，即获得Pt:ZnO的摩尔比约为5％的有序层状Z型全固态 (ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IIB。
实施例3
一种制备全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料的方法，该方法包括以下步骤：
A)纺丝前驱体溶液的制备：
称取1.6000g低聚物PCA(聚碳酸酯)加入到20mL THF(四氢呋喃)中，磁力搅拌使其充分溶解；再称取0.2200g醋酸锌和0.0141g乙酰丙酮铂的有机前驱体溶于PCA溶液中，充分搅拌混合均匀后获得PCA-Zn/Pt前驱体溶液。
称取2.1000g PVP加入到15mL无水乙醇中，磁力搅拌使其充分溶解后获得PVP前驱体溶液。
称取1.6000g低聚物PCA(聚碳酸酯)加入到20mL THF(四氢呋喃)中，磁力搅拌使其充分溶解；再称取2.7000g CM(三聚氰酸和三聚氰胺按质量比为1:1的混合物)溶于PCA 溶液中，充分搅拌混合均匀后获得PCA-CM前驱体溶液。
B)三层复合纳米纤维原丝的制备：
量取25mLPCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、量取25mLPVP前驱体溶液为中层溶液、量取25mLPCA-Zn/Pt前驱体溶液为核芯溶液分别装入注射器中，开启三同轴静电纺丝装置，在室温下，调节三同轴静电纺丝装置的正压为12kV，负压为1kV，溶液推进速度为0.06mm/s，开始纺丝。纺丝完成后，将获得的三层复合纳米纤维原丝置于干燥箱中于80℃温度下干燥1h，获得固化后的三层复合纳米纤维原丝。
C)有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IIIB的制备：
将固化后的三层复合纳米纤维原丝置于清洁的干锅中，然后将盛有三层复合纳米纤维原丝的干锅移入至马沸炉中，调节马沸炉升温速率为2℃/min，升温至500℃恒温为2h进行煅烧。煅烧完成后，自然冷却至室温，即获得Pt:ZnO的摩尔比约为3％的有序层状Z型全固态 (ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IIIB。
实施例4
一种制备全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料的方法，该方法包括以下步骤：
A)纺丝前驱体溶液的制备：
称取1.6000g低聚物PCA(聚碳酸酯)加入到20mL THF(四氢呋喃)中，磁力搅拌使其充分溶解；再称取0.2200g醋酸锌和0.0236g乙酰丙酮铂的有机前驱体溶于PCA溶液中，充分搅拌混合均匀后获得PCA-Zn/Pt前驱体溶液。
称取2.1000g PVP加入到15mL无水乙醇中，磁力搅拌使其充分溶解后获得PVP前驱体溶液。
称取1.6000g低聚物PCA(聚碳酸酯)加入到20mL THF(四氢呋喃)中，磁力搅拌使其充分溶解；再称取2.7000g CM(三聚氰酸和三聚氰胺按质量比为1:1的混合物)溶于PCA 溶液中，充分搅拌混合均匀后获得PCA-CM前驱体溶液。
B)三层复合纳米纤维原丝的制备：
量取25mLPCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、量取25mLPVP前驱体溶液为中层溶液、量取25mLPCA-Zn/Pt前驱体溶液为核芯溶液分别装入注射器中，开启三同轴静电纺丝装置，在室温下，调节三同轴静电纺丝装置的正压为12kV，负压为1kV，溶液推进速度为0.06mm/s，开始纺丝。纺丝完成后，将获得的三层复合纳米纤维原丝置于干燥箱中于80℃温度下干燥1h，获得固化后的三层复合纳米纤维原丝。
C)有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IVB的制备：
将固化后的三层复合纳米纤维原丝置于清洁的干锅中，然后将盛有三层复合纳米纤维原丝的干锅移入至马沸炉中，调节马沸炉升温速率为2℃/min，升温至500℃恒温为2h进行煅烧。煅烧完成后，自然冷却至室温，即获得Pt:ZnO的摩尔比约为5％的有序层状Z型全固态 (ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IVB。
实施例5
重复实施例1，只是将0.2200g醋酸锌更换为0.2500g丙酸锌。
实施例6
重复实施例2，只是将0.2200g醋酸锌更换为0.2500g丙酸锌。
光催化水解制氢测试一
光催化制氢是在光催化反应器中进行的，光催化反应器设置有辐射光源(可见光，波长范围为420nm≤λ≤720nm)，侧部连接有密闭的气体循环系统。
分别测试有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IB、有序层状 Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IIB、有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IIB、有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IIIB、有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料 IVB的光催化制氢性能，催化反应时间为5h，检测催化产氢量。
通过将Pt负载在C3N4上获得Pt/C3N4(非有序层状Z型全固态)作为现有技术的对比例 (光催化反应时间也为5h，检测催化产氢量)。
测试结果如下表所示：
表1全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化产氢性能测试结果表(单位：umol·g-1)
从上表中可以看出，根据本发明的有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维 IB-IVB光催化材料催化产氢性能优异，其催化性能是同种类的现有技术催化剂的2倍左右，同时，重复催化5次以后，本发明的有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维的催化性能还能保持在35％左右，而现有技术的催化剂仅能保持在25％左右。
根据本发明的第二种具体实施方式，提供一种全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
该复合纳米纤维光催化材料是通过以聚碳酸酯(PCA)为软模板、在溶剂中负载钛和银，获得PCA-Ti/Ag前驱体溶液。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为石墨(GR)碳源，溶于溶剂中，获得PVP前驱体溶液。以聚碳酸酯(PCA)为软模板、以三聚氰酸和三聚氰胺混合物(CM) 为C3N4前驱物，溶于溶剂中，获得PCA-CM前驱体溶液。然后以PCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、以PVP前驱体溶液为中层溶液、以PCA-Ti/Ag前驱体溶液为核芯溶液，采用三同轴静电纺丝技术制备获得由PCA-Ti/Ag、PVP和PCA-CM组成的三层复合纳米纤维原丝。最后将三层复合纳米纤维原丝经热处理后获得有序层状Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
作为优选，所述钛来源于有机钛源，优选来源于钛酸丁酯。
作为优选，所述银来源于有机银源，优选来源于乙酰丙酮银。
作为优选，在PCA-Ti/Ag前驱体溶液中，钛的含量与银的含量的摩尔比为10-100:1，优选为20-80:1，更优选为30-60:1。
作为优选，所述三聚氰酸和三聚氰胺混合物(CM)中，所述三聚氰酸和三聚氰胺的质量比为0.5-1.5:1，优选为0.8-1.2:1。
实施例7
一种制备全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料的方法，该方法包括以下步骤：
A)纺丝前驱体溶液的制备：
称取1.8000g低聚物PCA(聚碳酸酯)加入到20mL THF(四氢呋喃)中，磁力搅拌使其充分溶解；再称取0.3400g钛酸丁酯和0.0063g乙酰丙酮银溶于PCA溶液中，充分搅拌混合均匀后获得PCA-Ti/Ag前驱体溶液。
称取2.2000g PVP加入到20mL无水乙醇中，磁力搅拌使其充分溶解后获得PVP前驱体溶液。
称取1.8000g低聚物PCA(聚碳酸酯)加入到20mL THF(四氢呋喃)中，磁力搅拌使其充分溶解；再称取2.7000g CM(三聚氰酸和三聚氰胺按质量比为1:1的混合物)溶于PCA 溶液中，充分搅拌混合均匀后获得PCA-CM前驱体溶液。
B)三层复合纳米纤维原丝的制备：
量取25mLPCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、量取25mLPVP前驱体溶液为中层溶液、量取25mLPCA-Ti/Ag前驱体溶液为核芯溶液分别装入注射器中，开启三同轴静电纺丝装置，在室温下，调节三同轴静电纺丝装置的正压为12kV，负压为1kV，溶液推进速度为0.06mm/s，开始纺丝。纺丝完成后，将获得的三层复合纳米纤维原丝置于干燥箱中于80℃温度下干燥1h，获得固化后的三层复合纳米纤维原丝。
C)有序层状Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IA的制备：
将固化后的三层复合纳米纤维原丝置于清洁的干锅中，然后将盛有三层复合纳米纤维原丝的干锅移入至马沸炉中，调节马沸炉升温速率为2℃/min，升温至500℃恒温为2h进行煅烧。煅烧完成后，自然冷却至室温，即获得Ag:TiO2的摩尔比约为3％的有序层状Z型全固态 (TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IA。
实施例8
一种制备全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料的方法，该方法包括以下步骤：
A)纺丝前驱体溶液的制备：
称取1.9000g低聚物PCA(聚碳酸酯)加入到20mL THF(四氢呋喃)中，磁力搅拌使其充分溶解；再称取0.3400g钛酸丁酯和0.0104g乙酰丙酮银溶于PCA溶液中，充分搅拌混合均匀后获得PCA-Ti/Ag前驱体溶液。
称取2.5000g PVP加入到20mL无水乙醇中，磁力搅拌使其充分溶解后获得PVP前驱体溶液。
称取1.9000g低聚物PCA(聚碳酸酯)加入到20mL THF(四氢呋喃)中，磁力搅拌使其充分溶解；再称取2.7000g CM(三聚氰酸和三聚氰胺按质量比为1:1混合物)溶于PCA溶液中，充分搅拌混合均匀后获得PCA-CM前驱体溶液。
B)三层复合纳米纤维原丝的制备：
量取25mLPCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、量取25mLPVP前驱体溶液为中层溶液、量取25mLPCA-Ti/Ag前驱体溶液为核芯溶液分别装入注射器中，开启三同轴静电纺丝装置，在室温下，调节三同轴静电纺丝装置的正压为12kV，负压为1kV，溶液推进速度为0.06mm/s，开始纺丝。纺丝完成后，将获得的三层复合纳米纤维原丝置于干燥箱中于80℃温度下干燥1h，获得固化后的三层复合纳米纤维原丝。
C)有序层状Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IIA的制备：
将固化后的三层复合纳米纤维原丝置于清洁的干锅中，然后将盛有三层复合纳米纤维原丝的干锅移入至马沸炉中，调节马沸炉升温速率为2℃/min，升温至500℃恒温为2h进行煅烧。煅烧完成后，自然冷却至室温，即获得Ag:TiO2的摩尔比约为5％的有序层状Z型全固态 (TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料IIA。
光催化水解制氢测试二
光催化制氢是在光催化反应器中进行的，光催化反应器设置有辐射光源(可见光，波长范围为420nm≤λ≤720nm)，侧部连接有密闭的气体循环系统。
分别测试有序层状Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料I、有序层状 Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料II的光催化制氢性能，光催化反应时间为5h，检测催化产氢量。
通过将Pt负载在C3N4上获得Pt/C3N4(非有序层状Z型全固态)作为现有技术的对比例 (光催化反应时间也为5h，检测催化产氢量)。
测试结果如下表所示：
表2全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化产氢性能测试结果表(单位：umol·g-1)
从上表中可以看出，根据本发明的有序层状Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维IA-IIA光催化材料催化产氢性能优异，其催化性能是同种类的现有技术催化剂的约2倍左右，同时，重复催化5次以后，本发明的有序层状Z型全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维的催化性能还能保持在40％左右，而现有技术的催化剂仅能保持在25％左右。
Claims (20)
1.一种全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料，其特征在于：该复合纳米纤维光催化材料是通过以聚碳酸酯为软模板、在溶剂中负载锌和铂，获得PCA-Zn/Pt前驱体溶液；以聚乙烯吡咯烷酮为石墨碳源，溶于溶剂中，获得聚乙烯吡咯烷酮前驱体溶液；以聚碳酸酯为软模板、以三聚氰酸和三聚氰胺混合物为C3N4前驱物，溶于溶剂中，获得PCA-CM前驱体溶液；然后以PCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、以聚乙烯吡咯烷酮前驱体溶液为中层溶液、以PCA-Zn/Pt前驱体溶液为核芯溶液，采用三同轴静电纺丝技术制备获得由PCA-Zn/Pt、聚乙烯吡咯烷酮和PCA-CM组成的三层复合纳米纤维原丝；最后将三层复合纳米纤维原丝经热处理后获得有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
2.根据权利要求1所述的复合纳米纤维光催化材料，其特征在于：所述锌来源于有机锌源；和/或
所述铂来源于有机铂源。
3.根据权利要求2所述的复合纳米纤维光催化材料，其特征在于：所述锌来源于醋酸锌、丙酸锌中的一种；和/或
所述铂来源于三甲基(甲基环戊二烯基)铂、乙酰丙酮铂中的一种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合纳米纤维光催化材料，其特征在于：在PCA-Zn/Pt前驱体溶液中，锌的含量与铂的含量的摩尔比为10-100:1；和/或
所述三聚氰酸和三聚氰胺混合物中，三聚氰酸和三聚氰胺的质量比为0.5-1.5:1。
5.根据权利要求4所述的复合纳米纤维光催化材料，其特征在于：在PCA-Zn/Pt前驱体溶液中，锌的含量与铂的含量的摩尔比为20-80:1；和/或
所述三聚氰酸和三聚氰胺混合物中，三聚氰酸和三聚氰胺的质量比为0.8-1.2:1。
6.根据权利要求5所述的复合纳米纤维光催化材料，其特征在于：在PCA-Zn/Pt前驱体溶液中，锌的含量与铂的含量的摩尔比为30-50:1。
7.一种制备权利要求1-6中任一项所述的复合纳米纤维光催化材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)将聚碳酸酯、锌源和铂源溶于有机溶剂中，获得PCA-Zn/Pt前驱体溶液；
2)将聚乙烯吡咯烷酮溶于有机溶剂中，获得聚乙烯吡咯烷酮前驱体溶液；
3)将聚碳酸酯、三聚氰酸和三聚氰胺混合物溶于有机溶剂中，获得PCA-CM前驱体溶液；
4)以PCA-CM前驱体溶液为壳层溶液、以聚乙烯吡咯烷酮前驱体溶液为中层溶液、以PCA-Zn/Pt前驱体溶液为核芯溶液，采用三同轴静电纺丝技术制备获得了由PCA-Zn/Pt、聚乙烯吡咯烷酮和PCA-CM组成的三层复合纳米纤维原丝；
5)将步骤4)获得的由PCA-Zn/Pt、聚乙烯吡咯烷酮和PCA-CM组成的三层复合纳米纤维原丝进行热处理后即获得有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，所述聚碳酸酯、锌源、铂源加入量的质量比为150-200:10-100:1；
所述有机溶剂为四氢呋喃和/或无水乙醇；所述有机溶剂加入量与聚碳酸酯加入量的质量比为3-20:1；和/或
在步骤2)中，所述有机溶剂为无水乙醇，所述有机溶剂加入量与聚乙烯吡咯烷酮加入量的质量比为1-10:1；和/或
在步骤3)中，所述聚碳酸酯加入量与三聚氰酸和三聚氰胺混合物加入量的质量比为1:1-5；
所述有机溶剂为四氢呋喃，所述有机溶剂加入量与聚碳酸酯加入量的质量比为3-20:1。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，所述聚碳酸酯、锌源、铂源加入量的质量比为155-180:15-80:1；
所述有机溶剂为四氢呋喃和/或无水乙醇；所述有机溶剂加入量与聚碳酸酯加入量的质量比为5-15:1；和/或
在步骤2)中，所述有机溶剂为无水乙醇，所述有机溶剂加入量与聚乙烯吡咯烷酮加入量的质量比为2-8:1；和/或
在步骤3)中，所述聚碳酸酯加入量与三聚氰酸和三聚氰胺混合物加入量的质量比为1:1.5-4；
所述有机溶剂为四氢呋喃，所述有机溶剂加入量与聚碳酸酯加入量的质量比为5-15:1。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，所述聚碳酸酯、锌源、铂源加入量的质量比为160-170:20-60:1；
所述有机溶剂为四氢呋喃和/或无水乙醇；所述有机溶剂加入量与聚碳酸酯加入量的质量比为8-12:1；和/或
在步骤2)中，所述有机溶剂为无水乙醇，所述有机溶剂加入量与聚乙烯吡咯烷酮加入量的质量比为3-5:1；和/或
在步骤3)中，所述聚碳酸酯加入量与三聚氰酸和三聚氰胺混合物加入量的质量比为1:1.8-3；
所述有机溶剂为四氢呋喃，所述有机溶剂加入量与聚碳酸酯加入量的质量比为8-12:1。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在步骤4)制作三层复合纳米纤维原丝的过程中，所述PCA-Zn/Pt前驱体溶液、聚乙烯吡咯烷酮前驱体溶液、PCA-CM前驱体溶液加入量的体积比为1-2:0.8-1.5:1-2；和/或
在步骤5)中，所述热处理为煅烧处理，所述热处理温度为200-800℃，热处理时间为0.5-5h；所述热处理升温速率为1-5℃/min。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：在步骤4)制作三层复合纳米纤维原丝的过程中，所述PCA-Zn/Pt前驱体溶液、聚乙烯吡咯烷酮前驱体溶液、PCA-CM前驱体溶液加入量的体积比为1-1.5:1:1-1.5；和/或
在步骤5)中，所述热处理为煅烧处理，所述热处理温度为300-500℃，热处理时间为1.5-4h；所述热处理升温速率为2-3℃/min。
13.根据权利要求7-12中任一项所述的方法，其特征在于：步骤1)具体为：按比例先称取聚碳酸酯溶于有机溶剂中，磁力搅拌1-40min至完全溶解；然后再按比例称取锌源和铂源溶于聚碳酸酯溶液中，经磁力搅拌1-40min混合均匀后获得PCA-Zn/Pt前驱体溶液；和/或
步骤2)具体为：按比例称取聚乙烯吡咯烷酮溶于有机溶剂中，磁力搅拌1-40min至完全溶解后获得聚乙烯吡咯烷酮前驱体溶液；和/或
步骤3)具体为：按比例先称取聚碳酸酯溶于有机溶剂中，磁力搅拌1-40min至完全溶解；然后再按比例称取三聚氰酸和三聚氰胺混合物，三聚氰酸和三聚氰胺的质量比为0.5-1.5:1，将混合物溶于聚碳酸酯溶液中，经磁力搅拌1-40min混合均匀后获得PCA-CM前驱体溶液。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：步骤1)具体为：按比例先称取聚碳酸酯溶于有机溶剂中，磁力搅拌5-30min至完全溶解；然后再按比例称取醋酸锌和/或丙酸锌和三甲基(甲基环戊二烯基)铂和/或乙酰丙酮铂溶于聚碳酸酯溶液中，经磁力搅拌5-30min混合均匀后获得PCA-Zn/Pt前驱体溶液；和/或
步骤2)具体为：按比例称取聚乙烯吡咯烷酮溶于有机溶剂中，磁力搅拌5-30min至完全溶解后获得聚乙烯吡咯烷酮前驱体溶液；和/或
步骤3)具体为：按比例先称取聚碳酸酯溶于有机溶剂中，磁力搅拌5-30min至完全溶解；然后再按比例称取三聚氰酸和三聚氰胺混合物，三聚氰酸和三聚氰胺的质量比为0.8-1.2:1，将混合物溶于聚碳酸酯溶液中，经磁力搅拌5-30min混合均匀后获得PCA-CM前驱体溶液。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：步骤4)具体为：按比例分别将PCA-Zn/Pt前驱体溶液、聚乙烯吡咯烷酮前驱体溶液、PCA-CM前驱体溶液装入至注射器中，采用三同轴静电纺丝仪进行纺丝；静电纺丝温度为10-30℃，正压为10-15kV，负压为0.5-1.5kV，纺丝液推进速度为0.02-0.08mm/s；纺丝完成后，对三层复合纳米纤维原丝进行干燥后，获得固化后的三层复合纳米纤维原丝。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：步骤4)具体为：按比例分别将PCA-Zn/Pt前驱体溶液、聚乙烯吡咯烷酮前驱体溶液、PCA-CM前驱体溶液装入至注射器中，采用三同轴静电纺丝仪进行纺丝；静电纺丝温度为室温，正压为10-15kV，负压为0.5-1.5kV，纺丝液推进速度为0.03-0.07mm/s；纺丝完成后，对三层复合纳米纤维原丝在干燥箱干燥，干燥温度为50-90℃，干燥时间为0.5-3h后，获得固化后的三层复合纳米纤维原丝。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：纺丝液推进速度为0.06mm/s。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的方法，其特征在于：步骤5)具体为：将步骤4)获得的固化后的三层复合纳米纤维原丝进行煅烧；煅烧温度为200-800℃，煅烧恒温时间为0.5-5h；煅烧升温速率为1-5℃/min；煅烧完成后，冷却，即获得有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：步骤5)具体为：将步骤4)获得的固化后的三层复合纳米纤维原丝置于马沸炉中煅烧；煅烧温度为300-500℃，煅烧恒温时间为1.5-4h；煅烧升温速率为2-3℃/min；煅烧完成后，自然降温至室温，即获得有序层状Z型全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料。
20.根据权利要求1-6中任一项所述的全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料或根据权利要求7-19中任一项所述方法制备获得的全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料的用途，其特征在于：将所述全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料用于光催化水解制氢。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010012427.9A CN111167494B (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料及制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010012427.9A CN111167494B (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料及制备方法和用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111167494A CN111167494A (zh) | 2020-05-19 |
| CN111167494B true CN111167494B (zh) | 2022-06-17 |
Family
ID=70619752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010012427.9A Active CN111167494B (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料及制备方法和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111167494B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112264080A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-01-26 | 景德镇陶瓷大学 | 氮化碳/碳复合纳米线的制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107398293B (zh) * | 2017-08-06 | 2020-03-06 | 武汉轻工大学 | 一种处理有机污水的纤维状Z型光催化剂TiO2/g-C3N4的制备方法 |
| CN110116988B (zh) * | 2018-02-07 | 2022-06-10 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种光解水产氢的制备方法 |
| CN109126896B (zh) * | 2018-09-18 | 2021-04-27 | 河南工业大学 | 一种制备g-C3N4和碳纤维复合载体的方法 |
| CN109675450B (zh) * | 2018-12-26 | 2020-09-25 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种抗菌复合纳米纤维膜及其制备方法和应用 |
| CN109759114B (zh) * | 2019-01-29 | 2022-03-15 | 武汉轻工大学 | 一种g-C3N4/TiO2/RGO三维Z型光催化剂及其原位电纺制备方法 |
-
2020
- 2020-01-07 CN CN202010012427.9A patent/CN111167494B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111167494A (zh) | 2020-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Recent advances in the synthesis of hierarchically mesoporous TiO2 materials for energy and environmental applications | |
| Phoon et al. | A review of synthesis and morphology of SrTiO 3 for energy and other applications | |
| Wu et al. | Uniformly assembling n-type metal oxide nanostructures (TiO2 nanoparticles and SnO2 nanowires) onto P doped g-C3N4 nanosheets for efficient photocatalytic water splitting | |
| Li et al. | Fabrication of Cu2O-RGO/BiVO4 nanocomposite for simultaneous photocatalytic CO2 reduction and benzyl alcohol oxidation under visible light | |
| CN101733094B (zh) | 一种Pt-CeO2/石墨烯电催化剂及其制备方法 | |
| CN103928691B (zh) | 直接甲醇燃料电池铂基催化剂载体及其制备方法 | |
| CN103495432A (zh) | 一种高效稳定的燃料电池催化剂制备方法 | |
| CN105529472A (zh) | 一种Co-N双掺杂片状多孔二维碳材料及其制备方法 | |
| CN110465652A (zh) | 一种氮掺杂碳层包覆的铂铁金属间化合物及其制备与应用 | |
| CN101745384A (zh) | 一种铂/石墨烯纳米电催化剂及其制备方法 | |
| CN110492108B (zh) | 氮硫共掺杂石墨烯基负载核壳纳米粒子复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN105576262B (zh) | 一种用于燃料电池阴极的高氧还原活性的铁/碳化氮共掺杂复合材料 | |
| CN107321373B (zh) | 掺杂碳负载过渡金属硼化物纳米多功能催化剂及制备方法 | |
| CN109103462B (zh) | 一种燃料电池用钴-氮共掺杂碳气凝胶催化剂及其制备方法 | |
| Bai et al. | Preparation and photocatalytic performance of TiO2/PbTiO3 fiber composite enhanced by external force induced piezoelectric field | |
| CN108615904B (zh) | 一种钴酸镍空心球/氮化碳量子点复合材料及其制备方法和应用 | |
| Miao et al. | In situ self-assembly-generated 3D hierarchical Co3O4 micro/nanomaterial series: selective synthesis, morphological control, and energy applications | |
| Zhang et al. | Template-free scalable synthesis of TiO 2 hollow nanoparticles for excellent photoelectrochemical applications | |
| Zhu et al. | Enhancing the photocatalytic hydrogen production performance of SrTiO3 by coating with a hydrophilic poloxamer | |
| CN111167494B (zh) | 全固态(ZnO-Pt)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料及制备方法和用途 | |
| Ahlawat et al. | Immaculate composite of g-C3N4/TiO2/polypyrrole as a facile super-capacitive electrode material for energy accumulation | |
| CN111185213B (zh) | 全固态(TiO2-Ag)/GR/C3N4复合纳米纤维光催化材料及制备方法和用途 | |
| Lu et al. | Microwave-assisted synthesis and characterization of BiOI/BiF 3 p–n heterojunctions and its enhanced photocatalytic properties | |
| Yang et al. | In situ carbonization combined with a low-temperature graphitization technique for preparation of CdS@ graphitic carbon nanorods and their robust photocatalytic performance under visible light | |
| JP2017155331A (ja) | 光電極及びその製造方法、並びに光電気化学セル |
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 |