[发明专利]一种Yb2

说明书

本发明公开了一种Yb₂O₃/管状g‑C₃N₄光催化剂的制备方法及应用，属于光催化领域。本发明的复合的光催化剂由调节过形貌结构的g‑C₃N₄与镧系金属氧化物Yb₂O₃构成，利用三聚氰胺和氰尿酸为原料，通过高温水热反应得到晶体，然后将其煅烧得到管状g‑C₃N₄，再将管状g‑C₃N₄加入到Yb(NO₃)₃·5H₂O的水溶液中，水浴搅拌6h后，继续加热至水沸腾干燥得到固体，再对固体进行煅烧，最终形成Yb₂O₃/管状g‑C₃N₄光催化剂。将本发明的复合光催化剂应用于光催化分解水产氢和NO去除反应，光催化分解水产氢活性和NO去除率均得到明显地提高，且合成工艺简单，易操作。

技术领域

本发明涉及光催化领域，具体涉及一种Yb₂O₃/管状g-C₃N₄光催化剂的制备方法及应用。

背景技术

不可再生资源的不断消耗，造成了越来越严重的能源危机和环境污染，给人类的生存和发展带来了严峻的挑战。寻求清洁能源代替化石燃料已成为普遍的方向，但是要完全替代化石燃料需花费很长时间，在此期间仍将产生污染物。因此，通过“源头控制”寻找清洁能源(例如氢能)的同时，并通过“末端处理”处理污染物(例如NO)的方法是解决上述问题的最好办法。氢能是一种高能量密度的清洁能源，它的质量大约是同体积汽油的三倍，并且它可以通过水分解来获得，其中光催化分解水产氢是一种能够产生高纯度氢和低能耗的清洁的简单工艺。此外，光催化也是一种能耗低，能够高效去除污染物(如NO)的新型净化技术。然而，寻找一种既能分解水产氢，又能去除NO的高效光催化剂仍然是一个巨大的挑战。

石墨碳氮化物(g-C₃N₄)是具有合适的电子能带结构和较高的物理化学稳定性的典型聚合物半导体，已成为光催化领域的重要材料。然而，它仍然存在一些缺点，例如，高的电子-空穴复合率，较差的电导率以及不充分的可见光(λ420nm)吸收，这导致其光催化性能较低。通过构建异质结结构和调控形貌结构能够加快光生电子与空穴的分离能力、增强可见光吸收和增大比表面积，从而提高光催化活性。因此，对g-C₃N₄进行改性是非常有重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Yb₂O₃/管状g-C₃N₄光催化剂的制备方法，该方法工艺简单、方便，制备的Yb₂O₃/管状g-C₃N₄光催化剂催化活性较高

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：

一种Yb₂O₃/管状g-C₃N₄光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将Yb(NO₃)₃·5H₂O溶解在H₂O中，向其中加入管状g-C₃N₄，然后用保鲜膜密封烧杯，在70℃的水浴锅中搅拌6h后，移开保鲜膜，继续加热直到烧杯中的水沸腾干燥。

(2)将步骤(1)的固体在550℃的煅烧温度下，在N₂中以5℃/min的速率煅烧4h，得到的得到所述Yb₂O₃/管状g-C₃N₄光催化剂。