[发明专利]一种石墨烯/Ta3N5复合光催化剂的制备方法

摘要

本发明提供了一种石墨烯/Ta₃N₅复合光催化剂的制备方法，该制备方法是基于静电纺丝法得到Ta₃N₅纳米纤维，然后通过溶剂热法制备得到由石墨烯包裹Ta₃N₅短纤维复合光催化剂。该复合光催化剂展现出高效且稳定的可见光光催化性能。本发明方法简单、低成本，适于大规模生产，制备得到的石墨烯/Ta₃N₅短纤维复合光催化剂具有高效且稳定的光催化活性，是一种优良的光催化材料。

主权项

一种石墨烯/Ta₃N₅复合光催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：步骤1)：溶胶‑凝胶法制备纺丝液：将无水乙醇和乙酸以体积比为3～4∶1的比例混合，然后加入质量浓度为5～10wt％的PVP和10wt％的钽源混合搅拌1～12h，得到透明溶胶；步骤2)：纺丝：将步骤1)得到的纺丝液进行纺丝，喷头尖端与接收器的距离为8～20cm，施加1～2万伏特的直流电压，注射器的推进速度为0.3～1mL/h，得到高分子复合纳米纤维；步骤3)：制备Ta₂O₅纳米纤维：将步骤2)收集的高分子复合纳米纤维置于马弗炉中煅烧得到Ta₂O₅纳米纤维；步骤4)：制备Ta₃N₅纳米纤维：将步骤3)制得的Ta₂O₅纳米纤维置于管式炉内进行高温氮化，反应完后在NH₃气氛下冷却至室温，得到Ta₃N₅纳米纤维；步骤5)：将5～30mg氧化石墨烯溶于有机溶剂，超声1～2h得到氧化石墨烯分散液；步骤6)：在步骤5)制得的氧化石墨烯分散液中加入步骤4)制得的Ta₃N₅纳米纤维，其中氧化石墨烯与Ta₃N₅纳米纤维的质量比为1∶10～1∶1000，超声10min后，搅拌1～10h；步骤7)：将步骤6)得到的混合溶液转移至水热反应釜中进行溶剂热反应；步骤8)：将步骤7)得到的产物用超纯水和乙醇交替冲洗离心分离各3次，然后置于烘箱中真空下50～80℃干燥6h得到石墨烯/Ta₃N₅复合光催化剂。