[发明专利]一种单分散结构g‑C3N4纳米片及其制备方法在审
| 申请号： | 201610885710.6 | 申请日： | 2016-10-10 |
| 公开（公告）号： | CN106629638A | 公开（公告）日： | 2017-05-10 |
| 发明（设计）人： | 徐光青;范程控;苗继琳;吕珺;吴玉程 | 申请（专利权）人： | 合肥工业大学 |
| 主分类号： | C01B21/082 | 分类号： | C01B21/082;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 北京轻创知识产权代理有限公司11212 | 代理人： | 沈尚林 |
| 地址： | 230000 *** | 国省代码： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 分散 结构 c3n4 纳米 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及微纳材料、光催化降解有机污染物及光解水制氢技术领域，具体是涉及一种单分散结构g-C3N4纳米片及其制备方法。
背景技术
石墨相结构g-C3N4自被发现以来，因其制备工艺简单、原料易得、成本低廉而广泛收到关注。作为一种半导体材料，纳米g-C3N4在光催化降解有机物、光解水制氢和CO2还原等领域具有良好的应用前景。
纳米g-C3N4具有类石墨的片层结构，如何制备出具有单分散的g-C3N4纳米片是众多学者所关注的问题。现有制备g-C3N4的主流方法为热解有机物法，即通过有机物前驱体(包括尿素、硫脲、三聚氰胺、双氰胺和氰胺)自身的缩聚过程制备g-C3N4，制备过程简单，该方法制备的g-C3N4粉体团聚现象比较严重，缩聚过程中形成大的团聚颗粒，从而严重影响到其比表面积和光催化活性。
目前在物理超声法、化学法剥离g-C3N4方面有大量的研究，经过剥片的g-C3N4显示出更高的比表面积和光催化活性。但液相法剥离存在时间长、产率低的问题，只有很少的一部分粉体能够被剥离至超细的纳米结构，而且这种超细粉在液相中也很难被分离出来获得干燥的粉体。因此如何宏量获得单分散结构g-C3N4纳米片仍然是目前研究的重点内容。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于：提供一种单分散结构g-C3N4纳米片及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种单分散结构g-C3N4纳米片，所述的g-C3N4纳米片的尺寸为10-50nm，颗粒分布均匀，无团聚现象。
优选地，一种单分散结构g-C3N4纳米片的制备方法，采用水蒸汽气氛条件下的二次煅烧法制备。
优选地，所述的单分散结构g-C3N4纳米片的制备方法，具体步骤如下：
(1)一次煅烧：以含氮基团有机物为原料，将原料置于烧舟中，然后将烧舟置于马弗炉中，在空气中煅烧获得g-C3N4粗粉；
(2)二次煅烧：以步骤(1)中的g-C3N4粗粉为原料，将原料置于烧舟中，然后将烧舟置于密封性管式炉中，以惰性气体为载流气，将惰性气体通过蒸馏水后再进入密封性管式炉中煅烧，获得单分散结构g-C3N4纳米片。
优选地，步骤(1)中含氮基团有机物原料为尿素、硫脲、三聚氰胺、双氰胺、氰胺中的一种或几种的混合物。
优选地，步骤(1)中煅烧温度为500-550℃，时间为2-5h。
优选地，步骤(2)中的煅烧温度为300-700℃，时间为2-6h。
优选地，步骤(2)中惰性气体为氮气或氩气。
与现有技术相比，本发明的一种单分散结构g-C3N4纳米片及其制备方法，其有益效果体现在：
1、本发明制备而成的g-C3N4纳米片具有单分散结构，颗粒分布均匀，无团聚现象，比表面积大，表面活性高；
2、本发明相比常用的超声、化学法剥片，采用水蒸汽气氛条件下的二次煅烧，不涉及溶液化学反应，产率大，能够实现g-C3N4纳米片的宏量制备。
附图说明
图1为g-C3N4粗粉(a)和单分散g-C3N4纳米片(b)的XRD谱图；
图2为g-C3N4粗粉的透射电子显微照片；
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