[发明专利]一种供体-受体单元修饰的多孔超薄g-C3

说明书

本发明公开了一种供体‑受体单元修饰的多孔超薄g‑C₃N₄管光催化剂及其制备方法和应用，属于材料制备技术领域。该方法为将三聚氰胺和L‑半胱氨酸溶于水中，得到溶液A；将溶液A在水热条件下处理，过滤洗涤干燥后，得到超分子前驱体B；将B高温煅烧，得到供体‑受体单元修饰的多孔超薄g‑C₃N₄管光催化剂。该多孔超薄g‑C₃N₄管应用在光催化领域，具有良好的光催化产氢性能。通过改变反应条件控制得到供体‑受体单元修饰的多孔超薄g‑C₃N₄管光催化剂，工艺操作简单，结构稳定，可重复性高，能满足实验室和工业需求。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种供体-受体单元修饰的多孔超薄g-C₃N₄管光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业社会飞速发展和人民生活水平日益提高的同时，煤、石油等不可再生能源也正在消耗殆尽，由此所带来的环境污染和生态破坏也正在威胁着人类赖以生存的地球。如何解决上述问题也成为了人们热切关注的焦点。太阳能作为一种分布广泛，含量丰富，清洁的可再生能源。为了更好的利用太阳能，各种太阳能转化及储存技术也应运而生。

光催化技术就是利用太阳能，这一清洁的可再生能源，将环境中的污染物进行分解转化为无毒无害的小分子或新的可再生能源，在保证不带来新污染的同时，还能对污染物进行治理并且带来清洁能源。因此，光催化技术被认为是一种可以解决全球能源短缺和环境污染问题的的有效手段。类石墨相碳氮(g-C₃N₄)是一种非金属半导体光催化剂，具有无毒、稳定、低成本的特点，带隙约为2.7eV，有良好的可见光吸收性能，但同时其也具有光生电子-空穴对复合快、比表面积小等缺点，限制了其光催化活性。在此选用设计合成的一种供体-受体单元修饰的多孔超薄g-C₃N₄管光催化剂，具有合成步骤简单，结构稳定，操作方便，安全环保，高性能和重复性高等优点。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的一个技术问题在于提供一种供体-受体单元修饰的多孔超薄g-C₃N₄管光催化剂的制备方法。本发明要解决的另一个技术问题在于提供一种供体-受体单元修饰的多孔超薄g-C₃N₄管光催化剂。本发明要解决的技术问题还有一个在于提供一种供体-受体单元修饰的多孔超薄g-C₃N₄管光催化剂的应用。该合成步骤简单，操作方便，可以通过改变反应条件来控制供体-受体单元修饰的多孔超薄g-C₃N₄管光催化剂的形成，具有广阔的应用前景。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种供体-受体单元修饰的多孔超薄g-C₃N₄管光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将三聚氰胺和L-半胱氨酸溶于水中，得到溶液A；

(2)将溶液A水热处理，过滤洗涤烘干后，得到超分子前驱体B；

(3)将B高温煅烧，得到供体-受体单元修饰的多孔超薄g-C₃N₄管光催化剂。

所述供体-受体单元修饰的多孔超薄g-C₃N₄管光催化剂的制备方法，步骤(1)中将三聚氰胺溶解在80℃去离子水中，搅拌保温30min，再加入L-半胱氨酸保温1h，得到溶液A。

所述供体-受体单元修饰的多孔超薄g-C₃N₄管光催化剂的制备方法，步骤(2)中将溶液 A在120～180℃下反应6～36h，冷却后洗涤过滤，干燥后得到超分子前驱体B。