[发明专利]Ta2O5/g-C3N4杂化可见光光催化剂的制备及应用

摘要

本发明公开一种新型Ta₂O₅/g-C₃N₄杂化可见光光催化剂的制备及应用，属于环境保护领域，该方法采用简单的逐步滴加超声包覆法制备Ta₂O₅/g-C₃N₄杂化可见光光催化剂。本发明制备的Ta₂O₅/g-C₃N₄杂化可见光光催化剂可应用于可见光下催化降解染料罗丹明B和阳离子染料溶液。本发明所用原料均无污染，方法工艺简单，制备过程中无污染物排放，制备周期短，能耗少，成本低，属绿色合成技术，并可实现规模化制备。用Ta₂O₅溶胶和非金属催化剂g-C₃N₄复合形成杂化结构能提高光催化剂的可见光响应范围，同时两者复合大大促进了光生电子和空穴的传输，因而大幅度地提高了催化剂的可见光光催化活性。

主权项

Ta₂O₅/ g‑C₃N₄杂化可见光光催化剂的制备及应用，其特征在于，按照下述步骤进行：（1）分别量取一定体积的乙醇，加入含有转子的烧杯中；随后加入一定质量的五氯化钽，搅拌至溶解，其中，五氯化钽与乙醇的比为(0.05‑10):（2‑100) g/mL；然后将溶液加到干燥的聚四氟乙烯反应釜中，加热至120~200℃并维持2‑24h；冷却至室温后，用无水乙醇进行洗涤并分离后；加入50~500mL的无水乙醇并超声0.1～2h，即制得无定型的Ta₂O₅溶胶的乙醇溶液；（2）按比例取适量的三聚氰胺和尿素研磨后放入坩埚中密封，随后放到马弗炉中，程序升温至450~550℃保温1.5‑5h，冷却至室温后取出研磨得到g‑C₃N₄；取0.1234~9.2519g的g‑C₃N₄加到50‑500 mL的无水乙醇和水的混合溶液中，分别进行超声和搅拌各0.5‑3h，得到g‑C₃N₄醇水悬浊液；（3）将步骤（1）制得的Ta₂O₅溶胶的乙醇溶液逐步滴加到步骤（2）制得的g‑C₃N₄醇水悬浊液中，超声0.5‑3h, 随后密封并不断搅拌1‑48 h；将得到的悬浮液进行旋转蒸发，干燥，即制得Ta₂O₅/g‑C₃N₄杂化可见光光催化剂，其中Ta₂O₅在复合光催化剂中所占比例为1%~90%。