[发明专利]具有特殊包覆结构的g-C3N4@硅藻土复合光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有特殊包覆结构的g‑C₃N₄@硅藻土复合光催化剂的制备方法，将硅藻土煅烧后分散于氢氧化钠溶液中，超声、搅拌，过滤并真空冷冻干燥,再分散于硫酸中，超声、搅拌，过滤并真空冷冻干燥；将g‑C₃N₄煅烧后分散在盐酸中，超声、搅拌，过滤并真空冷冻干燥得g‑C₃N₄催化剂；将真空冷冻干燥的硅藻土与g‑C₃N₄催化剂分散于去离子水中，超声、搅拌，过滤并烘干为粉体，粉体真空煅烧得到有特殊包覆结构的g‑C₃N₄@硅藻土复合光催化剂。相比于纯g‑C₃N₄，g‑C₃N₄@硅藻土复合光催化剂对可见光的吸收增强，可见光光催化活性有较大提高。本发明工艺简单、便捷易行且成本低廉，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于光催化领域，涉及一种新型高性能复合光催化剂材料g-C₃N₄@硅藻土的制备方法，具体地说是一种层状g-C₃N₄包覆硅藻土的新型核-壳结构复合光催化剂材料的制备方法。

背景技术

随着工业化与现代化进程的加速，环境污染亦日趋严重，极大地威胁人类自身的生存与发展。1972年，Fujishima和Honda首次发现了TiO₂电极上的光催化现象，并在《自然》杂志上进行了报道，光催化技术由此引起了人们的极大关注。由于光催化技术能够直接利用太阳能，在温和条件下对有机物进行降解，产物是没有污染的CO₂和H₂O，相比传统技术具有无与伦比的优势，因而给环境污染的治理提供了一条全新的思路，具有广阔的应用前景。

在光催化技术中，光催化剂是其核心，发展高效稳定的可见光光催化剂是光催化技术大规模实际应用的前提。g-C₃N₄是近年来被广泛研究的非金属半导体材料，其与石墨的结构类似，具备很多优良特性。相比于传统宽禁带半导体光催化剂ZnO与TiO₂，g-C₃N₄具有较窄的禁带宽度，能够在可见光下响应；除此以外，其能够通过简单的前驱体热缩聚反应来制备，因而资源丰富且价格低廉；同时，g-C₃N₄还具有良好的热稳定性和化学稳定性，是有望实际应用的一种可见光光催化剂。然而g-C₃N₄也存在着本体材料的比表面积小、光生载流子复合率较高、量子效率低和太阳光的有效利用较差等问题，另外由于光催化剂g-C₃N₄的尺寸较大，难于负载，因而在光催化反应过程中难于回收再利用。

硅藻土是一种硅质岩石，一般是由硅藻的单细胞藻类死亡以后的硅酸盐遗骸形成的，主要成分是无定形的SiO₂，含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO等和有机质，其结构为多孔圆盘状或多孔圆筒状。由于硅藻土的表面和内部孔洞中含有硅羟基和氢键，所以硅藻土具有一定的表面活性和吸附性能，可用为光催化剂载体，但硅藻土并不具备光催化活性。

发明内容

本发明目的在于提供一种对可见光具有较强的吸收，同时还具有强的吸附性；材料成本低廉，易于回收再利用的具有特殊包覆结构的g-C₃N₄@硅藻土复合光催化剂的制备方法。

本发明目的的实现方式为，具有特殊包覆结构的g-C₃N₄@硅藻土复合光催化剂的制备方法，具体步骤如下：