[发明专利]一种光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种光催化剂的制备方法，属于催化剂技术领域。所述光催化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤1：海泡石粉末预处理；步骤2：混合；步骤3：蒸干；步骤4：高温煅烧。本发明克服了现有技术中光催化剂g‑C₃N₄量子效率低、电子‑空穴对的复合速度快、光激发产生的活性粒子不能充分利用的问题，得到的光催化剂可以模拟太阳光降解有机污染物如染料废水，降解率最高达到98.5％，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种光催化剂的制备方法，属于催化剂技术领域。

背景技术

能源危机和环境问题是人类面临的最大挑战，找到解决这两个问题的途径是目前的研究热点。利用太阳光的光催化剂在光降解有机污染物、促进环境修复和光催化水解制氢方面的研究已经引起了广泛的关注。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)具有制备简单、价廉、无毒、化学和热稳定性好的优点，而且禁带宽度仅为2.7eV，能够吸收可见光。石墨相氮化碳独特的结构决定了它在可见光催化领域有广泛的应用，在分解水制氢、光催化降解污染物、光催化还原减少碳氢化合物燃烧时排放的二氧化碳等方面展现出了很好的光催化性能。

在氮化碳材料的应用中，主要面临的问题是量子效率低、电子-空穴对的复合速度快，光激发产生的活性粒子不能充分利用。通过和半导体材料、贵金属或者其它材料复合，氮化碳能明显延长电子-空穴对的复合时间，提高光谱响应性能和光催化效率。

现有技术中，用于负载g-C₃N₄的载体有多种，半导体有TiO₂、MoS₂、CdS和ZnS等，贵金属则有Ag、Pt和Au等。上述载体中，TiO₂无毒，但其自身的一些缺陷,如太阳光利用率低,光生电子与空穴对复合率高等极大地制约着它的广泛应用。MoS₂、CdS和ZnS在反应过程中有溶出金属离子的可能性，可能造成二次环境污染。而Ag、Pt和Au等价格昂贵，成本太大。

海泡石是一种天然的矿物质，储存量非常大，具有纤维状形貌，比表面积大，与g-C₃N₄一样，热稳定和化学稳定性好，而且无毒、价廉、环境友好，非常适合作催化剂的载体或者吸附剂。但目前尚未有海泡石负载g-C₃N₄的相关报道。

发明内容

本发明的目的是解决现有的不足，提供一种光催化剂的制备方法。本发明克服了现有技术中光催化剂g-C₃N₄量子效率低、电子-空穴对的复合速度快、光激发产生的活性粒子不能充分利用的问题，得到的光催化剂可以模拟太阳光降解有机污染物如染料废水，降解率最高达到98.5％，具有广泛的应用前景。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：海泡石粉末预处理

将海泡石粉末置于蒸馏水浸泡，先于室温震荡，再用蒸馏水洗涤沉淀物，然后烘干，得到烘干后的海泡石粉末；

步骤2：混合

将步骤1得到的烘干后的海泡石粉末、三聚氰胺和硫脲分散到蒸馏水中,加热搅拌混合均匀，得到混合物；

步骤3：蒸干

将步骤2得到的混合物中的水分蒸干，得到蒸干水分后的混合物；

步骤4：高温煅烧

将步骤3得到的蒸干水分后的混合物研磨成粉末，在氮气保护下高温煅烧，然后冷却至室温，即得到光催化剂。

本发明的光催化剂的制备方法的原理是：

其中，本发明的步骤1中，将海泡石粉末进行预处理，是为了去除海泡石粉末中的杂质。