CN116920906A - 利用太阳盐低温制备高结晶性聚合物氮化碳的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种利用太阳盐低温制备高结晶性聚合物氮化碳的方法及其应用。以60％NaNO3+40％KNO3二元太阳盐为熔融盐，富含C、N元素的前驱体，采用低温热聚合法制备PCN材料。利用太阳盐在300‑400℃低温下，快速批量制备出高结晶性、高可见光响应能力、高载流子分离能力的PCN光催化剂，该光催化剂用于光催化产氢、光催化H2O2制备具有较好的技术效果。
Description
技术领域
本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种利用太阳盐低温制备高结晶性聚合物氮化碳的方法及其应用。
背景技术
众所周知，聚合物氮化碳(PCN)是一种典型的二维共轭聚合物材料，作为一种无金属催化剂在可见光催化裂解水制氢、光催化降解污染物、传感、成像及能源转换等诸多领域得到广泛应用。
目前PCN的制备方法主要包括热聚合法、固相化学法、电化学沉积法、溶剂热法等，主要以富含C、N元素的不同前驱体制备而成，但以上制备方法均存在制备条件复杂、反应条件苛刻、后处理困难等缺点，且制备出的PCN材料普遍存在结晶性差、比表面积低、光催化活性弱等缺点。
例如，现有技术中，以三聚氰胺、尿素、硫脲等作为前驱体，需要在500-600℃高温条件下热聚合制备PCN材料。该法温度较高且制备的PCN材料结晶性差、光生载流子复合严重、光响应范围较窄等缺陷，导致其难以满足实际光催化反应应用；
最近，采用熔盐法制备PCN材料以提高PCN材料的结晶性已成为研究热点，例如采用LiCl/KCl熔盐和三聚氰胺共混，在500-600℃高温条件下直接热聚合制备出富含K+掺杂的高结晶性PCN材料，但此法所用Li盐操作繁琐，反应温度依然较高，不利于实际生产利用。
发明内容
针对现有技术中PCN的制备方法存在条件苛刻、后处理繁琐、产物结晶性差、可见光吸收弱等问题，本发明提供一种利用太阳盐低温制备高结晶性聚合物氮化碳的方法及其应用，利用太阳盐在300-400℃低温下可制备出高结晶性、高可见光响应能力、高载流子分离能力的PCN光催化剂。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
以60％NaNO3+40％KNO3二元太阳盐为熔融盐，富含C、N元素的有机物为前驱体，采用低温热聚合法制备PCN材料。
其中，C、N元素前驱体和太阳盐的质量比为1-10：1。
C、N元素前驱体和太阳盐的质量比优选为5：1。
富含C、N元素的前驱体为尿素(缩写为U)、三聚氰胺(缩写为M)、硫脲(缩写为S)或二氰二胺(缩写为D)。
所制备的PCN材料分别标记为U-PCN、M-PCN、S-PCN、D-PCN。
富含C、N元素的前驱体优选尿素或硫脲。
热聚合反应温度300-400℃；热聚合反应时间30min-240min。
反应时间过低，产物聚合度低，光催化活性低；反应时间过长，结晶度变差，结构进一步被破坏；
尿素作为前驱体时，热聚合反应温度优选为375℃；
三聚氰胺、硫脲、二氰二胺作为前驱体时，热聚合反应温度优选为400℃。
该法制备的PCN光催化剂可应用在光催化产氢、光催化H2O2制备领域。
有益效果：
本发明方法优化了传统高温热聚合制备PCN光催化剂的条件，利用太阳盐在300-400℃低温下，快速批量制备出高结晶性、高可见光响应能力、高载流子分离能力的PCN光催化剂，对于后续规模化制备聚合物光催化材料具有重要意义。
附图说明：
图1a为U-PCN、U-PCN375℃、U-PCNNa375℃、U-PCNK375℃和
U-PCN-NaK样品的XRD；
图1b为U-PCN、U-PCNNa375℃、U-PCNK375℃和U-PCN-NaK样品的FTIR图谱。
图2为U-PCN和U-PCN-NaK样品的XPS图谱(其中，图2a是反应产物的全谱；图2b-d分别是C1s、N1s和Na 1s精谱)。
图3为实施例1制备的高结晶性U-PCN-NaK样品的高分辨投射电子显微镜像(HR-TEM)。
图4a为不同温度下制备的U-PCN-NaK光催化H2O2生成活性；
图4b为不同光催化剂浓度下U-PCN-NaK375℃的光催化H2O2生成活性；
图4c为不同太阳盐与前驱体的质量百分比下制备的U-PCN-NaK375℃光催化H2O2生成活性；
图4d为最佳样品的长时间光催化H2O2生成活性(图中分别在反应时间6h和12小时补加10％甲醇作为牺牲剂)。
图5为以三聚氰胺、二氰二胺、硫脲不同前驱体制备PCN-NaK样品的光催化H2O2生成活性。(专利中附图不能有颜色，请重新标记一下吧)
图6以尿素为前驱体不同温度制备的制备的U-PCN-NaK光催化产氢活性。
图7为不同温度下制备的U-PCN-NaK的紫外可见吸收光谱(a)；转换的Eg谱图(b)。
图8为以太阳盐为熔盐，以尿素、三聚氰胺等为前驱体，在不同条件下制备PCN-NaK样品的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明创造的进一步详细的说明，至少具体描述一个最佳实施例，这种描述的具体化程度应达到使所属技术领域的技术人员按照所描述的内容能够重现发明，而不必再花费创造性的劳动，如不必再进行摸索研究和实验。
实施例1
称取10g尿素和2g太阳盐(60％NaNO3+40％KNO3)，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到375℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到光催化剂U-PCN-NaK375℃。
图2为U-PCN和U-PCN-NaK样品的XPS图谱。其中，图2a是反应产物的全谱，可以看出在反应过程中，太阳盐中的Na离子和K离子会掺杂进PCN结构中；图2b-d分别是C1s、N1s和Na1s精谱，图2b可以看出，二者反应后，U-PCN-NaK结构中引入了氰基官能团，可有效吸附和活化反应分子；图2c可以看出，和U-PCN相比，U-PCN-NaK N1s结合能均朝低结合能偏移，表明二者之间产生强的相互作用。
图3为U-PCN-NaK样品的HRTEM像，可以看出U-PCN-NaK的平均晶格条纹距离分别为0.901和0.332nm，这对应于PCN平面单元上七嗪单元(100)的重复堆积距离和不规则有序的(002)石墨层堆积距离。
得到光催化剂U-PCN-NaK375℃用于光催化制备H2O2，具体过程为：称取光催化剂0.1g置于硼硅酸盐玻璃瓶中(直径：φ60mm；容量100mL)，加45mL去离子水和5mL甲醇并用橡胶隔膜密封瓶口。将反应溶液超声分散15min后通入氧气30min。最后，将密封的反应瓶置于25±0.5℃的空气浴中，在磁力搅拌下以顶部照射形式照射数小时(λ>420nm，300W Xe灯(PXE-500，泊菲莱)。每间隔一定时间，从反应瓶中抽取1mL反应液，经离心过滤后通过使用PACKTEST光谱仪(WAK-H2O2,日本Kyoritsu化学检测实验室)测定H2O2浓度。
采用上述相同方法测试U-PCN、U-PCN-NaK-325℃、U-PCN-NaKU-PCN-NaK-350℃、U-PCN-NaK-400℃、U-PCN-Na-375℃、U-PCN-K-375℃样品的H2O2浓度。
采用上述相同方法测试光催化剂加入量0.01g、0.05g、0.2g时的H2O2浓度。
U-PCN-NaK375℃光催化剂还用于光催化产氢，具体过程为：光催化产氢是在顶照式圆柱形玻璃反应器(250mL，直径×高度＝10cm×10cm)中进行，光源为配有λ≥420nm滤光片的300W Xe灯。具体实验步骤如下：称取0.0200g催化剂分散在50.0mL含有5.00mL三乙醇胺(TEOA)(阿拉丁，A.R.)水溶液中；将0.123mL(13mg ml-1)H2PtCl·6H2O(阿拉丁，99.9％)加入到反应体系中，用原位光沉积法制备含3％Pt的HER共催化剂。反应体系外接循环冷凝水，保持温度6℃，系统密闭后抽真空30min以除去其中的空气。开启光源进行光催化反应，光催化还原水产生的H2用FULI GC9790Plus气相色谱仪在线定量分析，TCD检测器，5A分子筛色谱柱，Ar载气。
实施例2
称取10g尿素和2g太阳盐，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到350℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到光催化剂U-PCN-NaK-350℃。
实施例3
称取10g尿素和2g太阳盐，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到325℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到光催化剂U-PCN-NaK-325℃。
实施例4
称取10g尿素和2g太阳盐，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到400℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到光催化剂U-PCN-NaK-400℃。
实施例5
称取10g三聚氰胺和2g太阳盐，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到400℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到光催化剂M-PCN-NaK-400℃。
实施例6
称取10g硫脲和2g太阳盐，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到375℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到光催化剂S-PCN-NaK-400℃。
实施例7
称取10g二氰二胺和2g太阳盐，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到400℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到光催化剂D-PCN-NaK-375℃。
实施例8
称取10g尿素和1g太阳盐(60％NaNO3+40％KNO3)，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到375℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到光催化剂10％U-PCN-NaK-375℃。
实施例9
称取10g尿素和1.5g太阳盐(60％NaNO3+40％KNO3)，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到375℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到光催化剂PCN15％U-PCN-NaK-375℃。
实施例10
称取10g尿素和2.5g太阳盐(60％NaNO3+40％KNO3)，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到375℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到光催化剂PCN25％U-PCN-NaK-375℃。
实施例11
称取10g尿素和2g太阳盐(60％NaNO3+40％KNO3)，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到375℃，反应0.5小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到光催化剂U-PCN-NaK-375℃-0.5h。
实施例12
称取10g尿素和2g太阳盐(60％NaNO3+40％KNO3)，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到375℃，反应3小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到光催化剂U-PCN-NaK-375℃-3h。
对比实施例1
取10g尿素放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到500℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到催化剂U-PCN。
取10g尿素放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到375℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到催化剂U-PCN375℃。
对比实施例2
取10g尿素和2gNaNO3，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到375℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到催化剂
U-PCN-Na-375℃。
取10g尿素和2gKNO3，均匀研磨10分钟，放入密闭式坩埚中置于马弗炉，以2℃/min的升温速率升到375℃，反应2小时。待冷却后，取80℃热水连续洗涤至上清液电导率值低于10，于80℃真空干燥12h，得到催化剂U-PCN-K-375℃。
Claims (8)
1.一种利用太阳盐低温制备高结晶性聚合物氮化碳的方法，其特征在于，所述方法为：以60％NaNO3+40％KNO3二元太阳盐为熔融盐，富含C、N元素的前驱体，采用低温热聚合法制备高结晶性聚合物氮化碳PCN材料。
2.根据权利要求1所述的利用太阳盐低温制备高结晶性聚合物氮化碳的方法，其特征在于，富含C、N元素的前驱体为尿素、三聚氰胺、硫脲或二氰二胺。
3.根据权利要求1所述的利用太阳盐低温制备高结晶性聚合物氮化碳的方法，其特征在于，C、N元素前驱体和太阳盐的质量比为1-10：1。
4.根据权利要求1所述的利用太阳盐低温制备高结晶性聚合物氮化碳的方法，其特征在于，热聚合反应温度300-400℃，热聚合反应时间15min-240min。
5.根据权利要求1所述的利用太阳盐低温制备高结晶性聚合物氮化碳的方法，其特征在于，富含C、N元素的前驱体为尿素或硫脲。
6.根据权利要求1所述的利用太阳盐低温制备高结晶性聚合物氮化碳的方法，其特征在于，热聚合反应温度375-400℃，热聚合反应时间15min-240min。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述方法制备的高结晶性聚合物氮化碳的应用，其特征在于，所述聚合物氮化碳用作光催化剂。
8.根据权利要求7所述的高结晶性聚合物氮化碳的应用，其特征在于，聚合物氮化碳用于光催化产氢、光催化H2O2制备。
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN102992282A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-03-27 | 南京大学 | 熔盐法制备介孔c3n4光催化材料及其在光催化领域的应用 |
| CN105772055A (zh) * | 2016-04-06 | 2016-07-20 | 东莞理工学院 | 一种氮化碳可见光催化剂的制备方法 |
| CN113426470A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-09-24 | 中国科学技术大学 | 一种钾、氯、碘共掺杂氮化碳及其制备方法、光催化制备过氧化氢的方法 |
| CN113908872A (zh) * | 2021-09-17 | 2022-01-11 | 东南大学 | 一种双空位石墨相氮化碳光催化剂及其制备方法 |
| CN115090318A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-23 | 南京邮电大学 | 一种高比表面积分子间异质结氮化碳光催化剂的制备方法及其应用 |
| KR20220158971A (ko) * | 2021-05-25 | 2022-12-02 | 전남대학교산학협력단 | 용융염을 이용한 비금속 광촉매의 합성 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102992282A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-03-27 | 南京大学 | 熔盐法制备介孔c3n4光催化材料及其在光催化领域的应用 |
| CN105772055A (zh) * | 2016-04-06 | 2016-07-20 | 东莞理工学院 | 一种氮化碳可见光催化剂的制备方法 |
| KR20220158971A (ko) * | 2021-05-25 | 2022-12-02 | 전남대학교산학협력단 | 용융염을 이용한 비금속 광촉매의 합성 |
| CN113426470A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-09-24 | 中国科学技术大学 | 一种钾、氯、碘共掺杂氮化碳及其制备方法、光催化制备过氧化氢的方法 |
| CN113908872A (zh) * | 2021-09-17 | 2022-01-11 | 东南大学 | 一种双空位石墨相氮化碳光催化剂及其制备方法 |
| CN115090318A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-23 | 南京邮电大学 | 一种高比表面积分子间异质结氮化碳光催化剂的制备方法及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| XIAOYU QU ET AL.: "Synthesis of band gap-tunable alkali metal modified graphitic carbonnitride with outstanding photocatalytic H2O2 production ability viamolten salt method", 《JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE & TECHNOLOGY》, vol. 34, pages 1932 - 1938 * |
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