[发明专利]一种CoP-g-C3

说明书

本发明提供了一种CoP‑g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;电子集流体光催化剂及其制备方法和应用。本发明的制备方法，包括如下步骤：A)将g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;分散于溶剂中，随后加入尿素，得到第一混合液；将钴源物质和次磷酸钠分散于溶剂中，得到第二混合液；将第一混合液与第二混合液混合后进行水热合成，经洗涤、干燥，得到中间体；B)将中间体与次磷酸钠混合，随后在氮气氛围中进行煅烧，得到CoP‑g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;电子集流体光催化剂。本发明的CoP‑g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;电子集流体光催化剂具有较高的光催化二氧化碳活性。

技术领域

本发明涉及光催化剂技术领域，尤其是涉及一种CoP-g-C₃N₄电子集流体光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

光催化反应是在温和条件下利用太阳光的能量定向活化反应物分子使反应物进行高效定向转化的过程，在催化领域有着巨大的应用前景。近年来，环境和能源问题成为人们密切关注的课题。光催化技术是从20世纪70年代逐步发展起来的一门新兴环保技术，其以光源作为化学反应的媒介，用于制备新材料来高效地将无机物转化为能源产品，同时过程干净环保且不会产生二次污染。

目前，已经研究了许多光催化剂，其中包括TiO₂、CdS、BiVO₄、g-C₃N₄等。然而，传统的TiO₂等宽禁带光催化剂往往只能吸收利用在太阳光中占较小比例的紫外光，光能利用率低；而g-C₃N₄的光生电子和空穴的低分离效率是限制其应用的主要问题。因此，寻找新型窄禁带光催化剂具有重要的技术和应用价值。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CoP-g-C₃N₄电子集流体光催化剂及其制备方法和应用，该光催化剂具有较高的光催化二氧化碳活性。

本发明提供一种CoP-g-C₃N₄电子集流体光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

A)将g-C₃N₄分散于溶剂中，随后加入尿素，得到第一混合液；将钴源物质和次磷酸钠分散于溶剂中，得到第二混合液；将第一混合液与第二混合液混合后进行水热合成，经洗涤、干燥，得到中间体；

B)将中间体与次磷酸钠混合，随后在氮气氛围中进行煅烧，得到CoP-g-C₃N₄电子集流体光催化剂。

本发明对所采用的钴源物质不作严格限制；具体地，钴源物质可以选自硝酸钴、氯化钴和氧化钴中的至少一种，优选为氯化钴。

在本发明中，g-C₃N₄的制备方法可以包括：对三聚氰胺进行至少一次煅烧，得到g-C₃N₄。具体地，煅烧可以在半封闭的环境中进行(半封闭环境例如：将三聚氰胺置于瓷坩埚中，瓷坩埚盖盖子后放入马弗炉中煅烧，盖盖子的瓷坩埚即为半封闭环境)；此外，可以控制煅烧时的升温速率为1-10℃/min，煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为2-6h；在煅烧后可以自然降温至室温；煅烧次数可以为三次。

在步骤A)中，溶剂可以采用纯水和乙醇的混合溶剂；更具体地，混合溶剂中纯水与乙醇的体积比可以为30：(2-3)。

在步骤A)中，g-C₃N₄与钴源物质的摩尔比可以为(1-4):(1-8)，优选为1：(4-8)；钴源物质、次磷酸钠和尿素之间的摩尔比可以为(1-2)：(1-2)：1。