[发明专利]介孔类石墨相氮化碳材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种介孔类石墨相氮化碳材料及其制备方法和用途。材料为其上置有介孔的类石墨相氮化碳纳米片呈交联堆积状，其中，纳米片的片厚为8‑12nm、介孔的孔径为2‑20nm，其上置有介孔的呈交联堆积状的类石墨相氮化碳纳米片的比表面积≥456.3m²/g；方法采用高温合成法，其步骤为先将三聚氰酸、三聚氰氯和有机溶剂混合搅拌，得到混合液，再将混合液干燥，得到前驱体，之后，将前驱体置于580‑630℃下加热，制得目的产物。它具有较大的比表面积和具备较高的光催化分解水制氢性能，可极易于广泛地商业化应用于光催化制氢领域。

技术领域

本发明涉及一种氮化碳材料及制备方法和用途，尤其是一种介孔类石墨相氮化碳材料及其制备方法和用途。

背景技术

类石墨相氮化碳作为一种非金属光催化材料，因其优异的光催化性能可用于光催化反应制氢，故而备受关注。目前，人们为了获得类石墨相氮化碳材料，做出了不懈的努力，如题为“Facile one step method realizing scalable production of g-C₃N₄nanosheets and study of their photocatalytic H₂ evolution activity”，J.Mater.Chem.A，2014，2，18924(“一种简便的方法制备g-C₃N₄纳米薄片实现高效的光催化产氢”，《材料化学学报》2014年第2期第18924页)的文章。该文中提及的类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)纳米薄片的厚度约为3.5纳米；其制备方法为在高温下以NH₄Cl(氯化铵)产生的气体为模板来热聚合双氰胺获得产物。这种产物的比表面积虽得到了提高，却和其制备方法都存在着不足之处，首先，产物形成的纳米薄片仅存在于块状类石墨相氮化碳的表面，未能获得大片的类石墨相氮化碳纳米薄片，使得产物的比表面积的提高有限，仅为52.9m²/g；其次，制备方法不能获得具有较大比表面积的产物。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种具有较大比表面积的介孔类石墨相氮化碳材料。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述介孔类石墨相氮化碳材料的制备方法。

本发明要解决的又一个技术问题为提供一种上述介孔类石墨相氮化碳材料的用途。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为，介孔类石墨相氮化碳材料由类石墨相氮化碳纳米片组成，特别是：

所述类石墨相氮化碳纳米片上置有介孔，且呈交联堆积状；

所述其上置有介孔且呈交联堆积状的类石墨相氮化碳纳米片的片厚为8-12nm；

所述片厚为8-12nm的类石墨相氮化碳纳米片上置有的介孔的孔径为2-20nm；

所述其上置有的介孔的孔径为2-20nm、片厚为8-12nm的呈交联堆积状的类石墨相氮化碳纳米片的比表面积≥456.3m²/g。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为，上述介孔类石墨相氮化碳材料的制备方法采用高温合成法，特别是完成步骤如下：

步骤1，按照三聚氰酸、三聚氰氯和有机溶剂的重量比为2-4：2-4：10的比例，将三者混合搅拌至少20min，得到混合液；

步骤2，将混合液置于60-100℃下干燥，得到前驱体；

步骤3，将前驱体置于580-630℃下加热10-20min，制得介孔类石墨相氮化碳材料。

作为介孔类石墨相氮化碳材料的制备方法的进一步改进：