CN112794296A - 一种类石墨型氮化碳的制备方法 - Google Patents
一种类石墨型氮化碳的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112794296A CN112794296A CN202011634506.XA CN202011634506A CN112794296A CN 112794296 A CN112794296 A CN 112794296A CN 202011634506 A CN202011634506 A CN 202011634506A CN 112794296 A CN112794296 A CN 112794296A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphite
- carbon nitride
- ammonium chloride
- thiourea
- deionized water
- 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.)
- Pending
Links
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 81
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 84
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 42
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 24
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 5
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 11
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 19
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 6
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 6
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical group N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 3
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N heliogen blue Chemical compound [Cu].[N-]1C2=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=NC([N-]1)=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=N2 RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 2
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 2
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- -1 carbon nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 1
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003403 water pollutant Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/0605—Binary compounds of nitrogen with carbon
-
- 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—
-
- B01J35/613—
-
- B01J35/647—
-
- B01J35/651—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
Abstract
本发明涉及一种类石墨型氮化碳的制备方法，所述制备方法包括：先将氯化铵和硫脲混合均匀，再加入去离子水中搅拌并进行水热反应，然后将固液分离得到前驱体进行煅烧，经冷却得到类石墨型氮化碳。本发明所述制备方法不仅可以通过调节氯化铵和硫脲的质量比，来调控类石墨型氮化碳的孔径和比表面积，使得孔径介于10‑200nm，比表面积介于10‑60m2/g，还具有原料简单易得、成本较低、操作简单等优点，便于大规模推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及光催化材料技术领域，具体涉及一种类石墨型氮化碳的制备方法。
背景技术
工业化的快速发展和人口的迅猛增加导致全球性的资源短缺、环境污染和生态破坏，使得清洁能源和可再生能源是人类社会发展的必然选择。半导体光催化剂通过直接将太阳能转化为化学能，从而实现光解水制氢气或直接降解有机污染物，在解决能源和环境问题中表现出巨大的潜力。其中，类石墨型氮化碳，因其独特的半导体能带结构，优异的化学稳定性和良好的热稳定性等，被广泛应用于光解水制氢、传感器和光催化降解有机污染物等领域。与此同时，类石墨型氮化碳目前也在电池领域中的锂负极修饰得到进一步的应用。
目前，类石墨型氮化碳的制备方法主要有三种，分别是基于三聚氰胺的合成法、热解非金属硫氰化物以及剥离法。
例如CN111807337A公开了一种铜酞菁共轭石墨氮化碳纳米复合材料的制备方法，包括：先将三聚氰胺经加热反应制得石墨氮化碳固体，于浓硫酸中超声处理制得石墨氮化碳纳米片；然后将铜酞菁与石墨氮化碳纳米片于乙醇中超声处理，制得铜酞菁共轭石墨氮化碳纳米复合材料。其中，石墨氮化碳是利用三聚氰胺在高温下加热或煅烧得到的，虽然制备方法较为简单，但是制备出来的石墨氮化碳很难调控其孔径和比表面积。
CN101489923A公开了一种氮化碳的制备方法，将非金属硫氰化物简单热解以产生氮化碳材料，实现了碳和氮摩尔比为约3：4的石墨状氮化碳材料的制备。但是，所述热解非金属硫氰化物的制备方法不仅使用的原材料较为昂贵且毒性较大，而且很难对产物的孔径和比表面积进行调控。
CN109261207A公开了一种石墨相氮化碳的制备方法，包括：将石墨相氮化碳进行超声剥离处理得到层状石墨相氮化碳。所述剥离法首先合成体相的类石墨型氮化碳，然后利用其层间范德华力和氢键较弱的特点来剥离成片状。所述剥离法不仅使用设备或者化学手段较为复杂，而且使用原材料较为昂贵且毒性较大，还很难对产物的孔径和比表面积进行调控。
经文献报道，类石墨型氮化碳的光催化性能与其微观形貌(层间距、孔径、比表面积等)直接相关，而日益复杂多样的应用场合则要求类石墨型氮化碳具有不同的孔径和比表面积。因此，目前亟需开发一种新型的类石墨型氮化碳的制备方法，不仅原料简单易得、成本较低、操作简单，还可以通过调节原料的质量比例来调控类石墨型氮化碳的孔径和比表面积，便于大规模推广使用。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种新型的类石墨型氮化碳的制备方法，先将氯化铵和硫脲混合均匀，再加入去离子水中搅拌并进行水热反应，然后将固液分离得到前驱体进行煅烧，经冷却得到类石墨型氮化碳。所述制备方法不仅可以通过调节氯化铵和硫脲的质量比，来调控类石墨型氮化碳的孔径和比表面积，使得孔径介于10-200nm，比表面积介于10-60m2/g，还具有原料简单易得、成本较低、操作简单等优点，便于大规模推广使用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的在于提供一种类石墨型氮化碳的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)先将氯化铵和硫脲混合均匀，再加入去离子水中搅拌并进行水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(2)将步骤(1)所述前驱体进行煅烧，经冷却得到类石墨型氮化碳。
本发明所述制备方法以氯化铵和硫脲作为原料，一方面，先将氯化铵和硫脲混合均匀，再加入去离子水中，可以保证在进行水热反应之前，两种原料能够充分地混合均匀，进而得到均一性良好的前驱体，另一方面，氯化铵的占比是过量的，过量的氯化铵均匀地分布在前驱体的内部，在随后的高温煅烧过程中，氯化铵会分解产生NH3气体和HCl气体，气体在逸出的过程中会产生孔隙，进而可以通过调节氯化铵和硫脲的质量比，来调控类石墨型氮化碳的孔径和比表面积，使得孔径介于10-200nm，比表面积介于10-60m2/g，此外，所述制备方法还具有原料简单易得、成本较低、操作简单等优点，便于大规模推广使用。
作为本发明优选的技术方案，在步骤(1)中，氯化铵的纯度≥99.5％，硫脲的纯度≥99.5％。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述氯化铵和硫脲的质量比为(1-4):1，例如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5或1:4等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述去离子水的体积与氯化铵和硫脲质量之和的比例为(30-80)mL:1g，例如30mL:1g、40mL:1g、50mL:1g、60mL:1g、70mL:1g或80mL:1g等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述水热反应的温度为40-80℃，例如40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述水热反应的时间为2-6h，例如2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h或6h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述煅烧的温度为280-330℃，例如280℃、285℃、290℃、300℃、305℃、310℃、320℃、325℃或330℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述煅烧的时间为2-6h，例如2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h或6h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述煅烧的升温速率为1-10℃/min，例如1℃/min、2℃/min、4℃/min、5℃/min、7℃/min或9℃/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述冷却包括空冷，即利用空气进行自然冷却。
作为本发明优选的技术方案，在步骤(2)所述冷却之后还包括洗涤。
作为本发明优选的技术方案，所述洗涤包括洗涤抽滤法。
优选地，所述洗涤采用的洗涤液为去离子水和/或无水乙醇。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)先将纯度≥99.5％氯化铵和纯度≥99.5％硫脲混合均匀，控制氯化铵和硫脲的质量比为(1-4):1，再加入去离子水中搅拌，控制所述去离子水的体积与氯化铵和硫脲质量之和的比例为(30-80)mL:1g，在40-80℃下进行2-6h的水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(2)将步骤(1)所述前驱体在280-330℃下进行2-6h的煅烧，控制所述煅烧的升温速率为1-10℃/min，将空冷得到煅烧固体采用去离子水和/或无水乙醇进行洗涤，得到类石墨型氮化碳。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明所述制备方法不仅可以通过调节氯化铵和硫脲的质量比，来调控类石墨型氮化碳的孔径和比表面积，使得孔径介于10-200nm，比表面积介于10-60m2/g，还具有原料简单易得、成本较低、操作简单等优点，便于大规模推广使用。
附图说明
图1是实施例1所述类石墨型氮化碳的SEM图；
图2是实施例1所述类石墨型氮化碳的TEM图；
图3是实施例2所述类石墨型氮化碳的SEM图；
图4是实施例2所述类石墨型氮化碳的TEM图；
图5是实施例3所述类石墨型氮化碳的SEM图；
图6是实施例3所述类石墨型氮化碳的TEM图；
图7是实施例1-3所述类石墨型氮化碳的N2吸脱附曲线。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)先将纯度≥99.5％氯化铵和纯度≥99.5％硫脲混合均匀，控制氯化铵和硫脲的质量比为1:1，再加入去离子水中搅拌，控制所述去离子水的体积与氯化铵和硫脲质量之和的比例为50mL:1g，在50℃下进行4h的水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(2)将步骤(1)所述前驱体在300℃下进行6h的煅烧，控制所述煅烧的升温速率为5℃/min，将空冷得到煅烧固体先用去离子水洗涤3次，后用无水乙醇洗涤3次，所述洗涤采用洗涤抽滤法，得到孔径为20nm，比表面积为14m2/g类石墨型氮化碳，本实施例所述类石墨型氮化碳的SEM图如图1所示，TEM图如图2所示。
实施例2
本实施例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，除了将步骤(1)所述氯化铵和硫脲的质量比由1:1替换为2:1，其他条件和实施例1完全相同，得到孔径为40nm，比表面积为36.1m2/g类石墨型氮化碳，本实施例所述类石墨型氮化碳的SEM图如图3所示，TEM图如图4所示。
实施例3
本实施例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，除了将步骤(1)所述氯化铵和硫脲的质量比由1:1替换为4:1，其他条件和实施例1完全相同，得到孔径为200nm，比表面积为53m2/g类石墨型氮化碳，本实施例所述类石墨型氮化碳的SEM图如图5所示，TEM图如图6所示。
实施例4
本实施例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，除了将步骤(1)所述水热反应的温度由50℃替换为30℃，其他条件和实施例1完全相同，得到孔径为17.6nm，比表面积为12m2/g类石墨型氮化碳。
实施例5
本实施例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，除了将步骤(1)所述水热反应的温度由50℃替换为100℃，其他条件和实施例1完全相同，得到孔径为22.4nm，比表面积为15m2/g类石墨型氮化碳。
实施例6
本实施例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，除了将步骤(2)所述煅烧的温度由300℃替换为250℃，其他条件和实施例1完全相同，得到孔径为16.2nm，比表面积为9.7m2/g类石墨型氮化碳。
实施例7
本实施例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，除了将步骤(2)所述煅烧的温度由300℃替换为350℃，其他条件和实施例1完全相同，得到孔径为24.1nm，比表面积为15.2m2/g类石墨型氮化碳。
实施例8
本实施例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)先将纯度≥99.5％氯化铵和纯度≥99.5％硫脲混合均匀，控制氯化铵和硫脲的质量比为2:1，再加入去离子水中搅拌，控制所述去离子水的体积与氯化铵和硫脲质量之和的比例为50mL:1g，在40℃下进行6h的水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(2)将步骤(1)所述前驱体在280℃下进行6h的煅烧，控制所述煅烧的升温速率为1℃/min，将空冷得到煅烧固体先用去离子水洗涤3次，后用无水乙醇洗涤3次，所述洗涤采用洗涤抽滤法，得到孔径为43.3nm，比表面积为37.2m2/g类石墨型氮化碳。
实施例9
本实施例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)先将纯度≥99.5％氯化铵和纯度≥99.5％硫脲混合均匀，控制氯化铵和硫脲的质量比为2:1，再加入去离子水中搅拌，控制所述去离子水的体积与氯化铵和硫脲质量之和的比例为50mL:1g，在80℃下进行2h的水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(2)将步骤(1)所述前驱体在330℃下进行6h的煅烧，控制所述煅烧的升温速率为10℃/min，将空冷得到煅烧固体先用去离子水洗涤3次，后用无水乙醇洗涤3次，所述洗涤采用洗涤抽滤法，得到孔径为33.5nm，比表面积为34.2m2/g类石墨型氮化碳。
对比例1
本对比例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，除了将步骤(1)所述氯化铵替换为硫酸铵，其他条件和实施例1完全相同，得到孔径为7.1nm，比表面积为8.9m2/g类石墨型氮化碳。
对比例2
本对比例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，除了将步骤(1)所述氯化铵替换为硫酸铵，其他条件和实施例2完全相同，得到孔径为8.3nm，比表面积为9.1m2/g类石墨型氮化碳。
对比例3
本对比例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，除了将步骤(1)所述氯化铵替换为硫酸铵，其他条件和实施例3完全相同，得到孔径为8.1nm，比表面积为9.8m2/g类石墨型氮化碳。
上述实施例和对比例所述类石墨型氮化碳的孔径和比表面积均利用比表面积测试仪，采用N2的吸附-脱附法测得；其中，将实施例1-3所述类石墨型氮化碳的N2吸脱附曲线汇总在图7中，实施例1对应图例为1:1的曲线，实施例2对应图例为2:1的曲线，实施例3对应图例为4:1的曲线。
将实施例1-3与对比例1-3进行对比，可以看出采用氯化铵和硫脲作为原料，并调节氯化铵和硫脲的质量比，可以调控类石墨型氮化碳的孔径和比表面积，使得孔径介于10-200nm，比表面积介于10-60m2/g，如果将氯化铵替换为硫酸铵，即使调节硫酸铵和硫脲的质量比，也无法实现对类石墨型氮化碳的孔径和比表面积的调控作用，此外，所述制备方法还具有原料简单易得、成本较低、操作简单等优点，便于大规模推广使用。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种类石墨型氮化碳的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)先将氯化铵和硫脲混合均匀，再加入去离子水中搅拌并进行水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(2)将步骤(1)所述前驱体进行煅烧，经冷却得到类石墨型氮化碳。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，氯化铵的纯度≥99.5％，硫脲的纯度≥99.5％。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述氯化铵和硫脲的质量比为(1-4):1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述去离子水的体积与氯化铵和硫脲质量之和的比例为(30-80)mL:1g。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水热反应的温度为40-80℃；
优选地，步骤(1)所述水热反应的时间为2-6h。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述煅烧的温度为280-330℃；
优选地，步骤(2)所述煅烧的时间为2-6h；
优选地，步骤(2)所述煅烧的升温速率为1-10℃/min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述冷却包括空冷。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)所述冷却之后还包括洗涤。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤包括洗涤抽滤法；
优选地，所述洗涤采用的洗涤液为去离子水和/或无水乙醇。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)先将纯度≥99.5％氯化铵和纯度≥99.5％硫脲混合均匀，控制氯化铵和硫脲的质量比为(1-4):1，再加入去离子水中搅拌，控制所述去离子水的体积与氯化铵和硫脲质量之和的比例为(30-80)mL:1g，在40-80℃下进行2-6h的水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(2)将步骤(1)所述前驱体在280-330℃下进行2-6h的煅烧，控制所述煅烧的升温速率为1-10℃/min，将空冷得到煅烧固体采用去离子水和/或无水乙醇进行洗涤，得到类石墨型氮化碳。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011634506.XA CN112794296A (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 一种类石墨型氮化碳的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011634506.XA CN112794296A (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 一种类石墨型氮化碳的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112794296A true CN112794296A (zh) | 2021-05-14 |
Family
ID=75808548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011634506.XA Pending CN112794296A (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 一种类石墨型氮化碳的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112794296A (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105126893A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种石墨相氮化碳材料、其制备方法和用途 |
-
2020
- 2020-12-31 CN CN202011634506.XA patent/CN112794296A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105126893A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种石墨相氮化碳材料、其制备方法和用途 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gao et al. | Structural design and electronic modulation of transition‐metal‐carbide electrocatalysts toward efficient hydrogen evolution | |
| CN113247887B (zh) | 多级孔石墨烯的制备方法、多级孔石墨烯的应用 | |
| Jin et al. | Efficient electrochemical N 2 fixation by doped-oxygen-induced phosphorus vacancy defects on copper phosphide nanosheets | |
| CN107519905B (zh) | 能在宽pH范围下使用的碳化钒纳米筛电催化材料及其制备方法 | |
| CN108588751B (zh) | 氧族钴基催化剂、制备方法及电催化析氧应用 | |
| CN104934584A (zh) | 一种多孔空心壳wo3/ws2纳米材料及其制备方法 | |
| CN109775692A (zh) | 异质原子掺杂石墨烯的制备方法 | |
| CN108275663B (zh) | 一种熔融体气泡模板法制备均匀孔介孔氮化硼的方法 | |
| CN107983387B (zh) | 一种氮化碳/硒酸铋复合材料的制备方法与应用 | |
| CN113460997B (zh) | 一种三维网格状石墨烯材料的制备方法 | |
| CN113416975A (zh) | 一步煅烧法制备生物质碳负载的碳化钼电极材料的方法 | |
| CN113130880A (zh) | 一种锂硫电池正极固硫载体材料的制备方法 | |
| 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 | |
| CN113058619A (zh) | 一种高效的非贵金属电解水催化材料及其制备方法与应用 | |
| Zhang et al. | Co 0.85 Se bundle-like nanostructure catalysts for hydrogenation of 4-nitrophenol to 4-aminophenol | |
| Hassan et al. | Mesoporous carbon/Co3O4 hybrid as efficient electrode for methanol electrooxidation in alkaline conditions | |
| WO2015010299A1 (zh) | 一种制备含硫碳材料的方法及其制备的含硫碳材料 | |
| CN111151275B (zh) | MoS2/Mo2C复合物、MoS2/Mo2C/CdS复合材料及其制备方法和应用 | |
| Zheng et al. | Controllable Assembly of Highly Oxidized Cobalt on Graphdiyne Surface for Efficient Conversion of Nitrogen into Nitric Acid | |
| Gui et al. | Nitrogen-doped porous carbon nanosheets as a robust catalyst for tunable CO 2 electroreduction to syngas | |
| CN112794296A (zh) | 一种类石墨型氮化碳的制备方法 | |
| Han et al. | An artful and simple synthetic strategy for fabricating low carbon residual porous gC 3 N 4 with enhanced visible-light photocatalytic properties | |
| Zhao et al. | Structural engineering of ultrathin vertical NbS2 on carbon cloth by chemical vapor deposition for hydrogen evolution reaction | |
| CN108751169B (zh) | 原位合成三维纳米多孔石墨烯包覆金属氧化物/氢氧化物/硫化物复合材料的制备方法 | |
| Wang et al. | Sacrificial template synthesis of (Co x Ni 1− x) 0.85 Se nanostructures with different morphologies for reduction of 4-nitrophenol |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210514 |