[发明专利]一种磁性多功能光催化剂纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种磁性多功能光催化剂纳米复合材料(Fe₃O₄/β‑NaYF₄:Yb³⁺,Tm³⁺/g‑C₃N₄)及其制备方法。本发明将g‑C₃N₄、亚铁盐、稀土氯化物和NH₄F溶于乙醇和油酸体系中，采用溶剂热法一锅法合成磁性多功能光催化剂纳米复合材料Fe₃O₄/β‑NaYF₄:Yb³⁺,Tm³⁺/g‑C₃N₄；使得g‑C₃N₄能够吸收稀土通过上行转换发出的可见光和近红外光，从而实现对近红外光的响应。此外，赋予上转换材料磁性，可以实现磁性分离和循环使用，有望在近红外光光催化、光动力学治疗、环境治理、生物医学等领域得到广阔的应用，进而降低处理成本、提高经济效益。

技术领域

本发明属于光催化功能材料领域，具体涉及一种磁性多功能光催化剂纳米复合材料及其制备方法，该复合材料在环境和能源等领域具有广阔的应用前景。

背景技术

从1972年Fujishima等人发现半导体材料的光催化效应以来，半导体光催化剂技术得到充分的发展。主要集中在常见的半导体光催化剂有g-C₃N₄、TiO₂、ZnO、CdS、CdSe、CdTe和Bi₂WO₆等研究。然而，随着地球能源的枯竭，传统半导体材料所需材料逐渐向可再生元素利用方向转型，其中g-C₃N₄由于其组成元素的环保、廉价、可再生等优点备受人们青睐。由于g-C₃N₄具有可见光响应（E_g=2.7 eV），利用太阳能的潜力明显强于TiO₂。因而，充分研究和运用g-C₃N₄的可见光催化性能可成为解决实际环境污染治理和太阳光能利用等人类生存问题的重要途径。从2009年福州大学王心晨教授利用单氰胺热解制备g-C₃N₄起，国内外科学界掀起了对g-C₃N₄光催化活性的探索的浪潮，并为g-C₃N₄的光催化研究做出卓越贡献。

为了提高g-C₃N₄对太阳光能量的利用率，研究者还将g-C₃N₄制备成g-C₃N₄纳米薄膜、g-C₃N₄纳米片等纳米材料，或将其改性成纳米复合材料与掺杂纳米复合材料等。这些复合材料将在近红外光光催化、光动力学治疗、环境治理、生物医学、绿色能源技术等领域拓展其应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性多功能光催化剂纳米复合材料及其制备方法，制得的磁性近红外光复合催化剂可提高太阳光能利用率、可磁性分离循环使用，并将其应用于近红外光光催化和环境治理等领域；也可望将在光动力学治疗、生物医学、绿色能源技术等领域拓展其应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：