[发明专利]一种形貌和组成可控的Ag/AgBr/g‑C3N4纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光催化剂领域，具体涉及一种含有类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)的光催化剂Ag/AgBr/g-C₃N₄纳米复合材料的制备技术，特别涉及一种形貌和组成可控的Ag/AgBr/g-C₃N₄纳米复合材料的制备技术。本发明合所制备的Ag/AgBr/g-C₃N₄纳米复合材料为光催化剂，用于光降解甲基橙(MO)取得了很好的催化效果。

背景技术

形貌和组成可控的多组份复合材料在催化、太阳能转化和光电技术等领域均有极大的潜在应用价值(G.Zhou,et al.Well-Steered Charge-Carrier Transfer in 3D Branched CuxO/ZnO@Au Heterostructures for Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution,ACS Appl.Mater.Interfaces,2015,7,26819-26827；N.Zhang,et al.Waltzing with the Versatile Platform of Graphene to Synthesize Composite Photocatalysts,Chem.Rev.2015,115,10307-10377.)。由于g-C₃N₄特殊的光学特性常被用作光催化剂，在环境污染治理、清洁能源再生等方面有广阔的应用前景(Z.Zhao,et al.Graphitic carbon nitride based nanocomposites:a review,Nanoscale,2015,7,15-37；Y.He,et al.New Application of Z-Scheme Ag₃PO₄/g-C₃N₄Composite in Converting CO₂ to Fuel,Environ.Sci.Technol.,2015,49,649-656)。但是g-C₃N₄的结构为层状二维结构，层与层之间的原子杂化程度低，带隙较宽，导致它只在紫外光区响应。研究表明在g-C₃N₄中掺杂其它元素或化合物能够改变g-C₃N₄的带隙，增强层间原子的相互作用，拓宽g-C₃N₄的响应区间，提高g-C₃N₄的光催化效率。同时，通过其他结构的材料如BiOBr等与g-C₃N₄的复合(L.Ye,et al.Facets coupling of BiOBr-g-C₃N₄composite photocatalyst for enhanced visible-light-driven photocatalytic activity.Appl.Catal.B-Environ,2013,142,1-7)，明显提高了复合材料在可见光下的光催化性能，其原因主要在于复合界面促进了光生载流子的有效分离。研究显示AgX和g-C3N4之间存在协同效应，匹配的能级促进光生载流子的迁移和分离，增强复合物对可见光的吸收能力，从而提高Ag/AgX的光催化活性。因此，通过等离子体材料的负载化处理，能够增强等离子体光催化复合材料的等离子体共振效应，提高对可见光的吸收能力，促进光生载流子的有效分离，从而提高催化剂的活性和稳定性。