[发明专利]一种磷酸银/石墨相氮化碳复合光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种磷酸银/石墨相氮化碳复合光催化剂的制备方法。所述方法首先通过尿素热缩聚制备g‑C₃N₄，将制备好的g‑C₃N₄边机械搅拌边超声，使其在水中分散均匀，再加入AgNO₃溶解，在超声振荡作用下滴加Na₂HPO₄溶液制得Ag₃PO₄/g‑C₃N₄复合光催化剂。本发明采用超声辅助沉淀法制备Ag₃PO₄/g‑C₃N₄复合光催化剂，利用超声波所特有的超声空化现象和强烈的机械振荡，提高了晶体的结晶度和分散性，制备了粒径更小的复合材料，且二者之间形成的异质结显著提高光生空穴‑电子对的分离效率，能够高效降解有机染料。

技术领域

本发明属于光催化剂技术领域，涉及一种磷酸银/石墨相氮化碳复合光催化剂的制备方法。

背景技术

光催化材料作为一种新型功能材料，具有高效、绿色、环保，零能耗，无二次污染等优点。Ag₃PO₄作为光催化剂，能在光照下分解水和降解有机染料。Ag₃PO₄带隙窄，对可见光的响应能力远远高于一般的半导体光催化材料，但其易发生光腐蚀，导致Ag₃PO₄稳定性差，其应用价值受到限制。

g-C₃N₄是一种仅含C、N两种元素的聚合物半导体，具有类似石墨的层状结构，由于其带隙较窄，对可见光响应，具有较高的化学稳定性，容易改性和较高的光催化性能，受到广泛关注。

目前，g-C₃N₄/Ag₃PO₄复合光催化剂的制备方法绝大多数采用共沉淀法制得，该方法操作简单，对工艺条件及设备要求不高，但该方法制得的催化剂普遍存在粒径分布不均匀，易发生团聚现象的问题。文献(He,Song,et al.Synthesis of g-C₃N₄/Ag₃PO₄heterojunction with enhanced photocatalytic performance.MaterialsResearch Bulletin,2014,51:432－437.)报道了一种通过共沉淀法制备g-C₃N₄/Ag₃PO₄异质结复合光催化剂的方法，该复合光催化剂中Ag₃PO₄粒径大约在150～400nm，有严重的团聚作用，结晶度低，且g-C₃N₄分布不均匀，该复合光催化剂降解20mg/L RhB溶液需要20～30分钟。因此需要寻找一种新的方法来制备一种粒径均匀，团聚少，催化活性更高的g-C₃N₄/Ag₃PO₄。

发明内容

针对现有的g-C₃N₄/Ag₃PO₄制备方法中存在的g-C₃N₄或Ag₃PO₄粒径分布不均匀、易发生团聚和催化活性低的问题，本发明提供了一种结晶度好、分布均匀、催化活性高且稳定性好的Ag₃PO₄/g-C₃N₄复合光催化剂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种磷酸银/石墨相氮化碳复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：