[发明专利]高可见光电子转移g-C3N4/Au/TiO2类Z型光催化剂的制备方法

摘要

本发明涉及材料制备及光催化领域，旨在提供一种高可见光电子转移g-C₃N₄/Au/TiO₂类Z型光催化剂的制备方法。该方法包括步骤：前驱体热解聚合法制备g-C₃N₄、配制储备液AuCl₃·HCl·4H₂O储备液、制备Au/TiO₂和制备g-C₃N₄/Au/TiO₂类Z型光催化剂。本发明在g-C₃N₄/Au/TiO₂类Z型光催化剂中，Au首先负载在TiO₂上，其次再和g-C₃N₄煅烧形成整体，Au位于两者之间。以Au作为电子传递体，能够促进光生电子和空穴对的完全分离；Au的SPR效应能够增强该催化剂对可见光的响应能力；Z型的电子传递路径和Au的SPR效应协同作用可以最终提高光催化反应的活性。

主权项

高可见光电子转移g‑C₃N₄/Au/TiO₂类Z型光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)前驱体热解聚合法制备g‑C₃N₄称取2～10g的二氰二胺作为碳氮源，放入加盖的坩埚中，转至马弗炉中加温去氨；自然冷却后，研磨得到淡黄色g‑C₃N₄粉末；(2)配制储备液将1g的AuCl₃·HCl·4H₂O固体颗粒溶于100mL去离子水中，制得浓度为10mg/mL的AuCl₃·HCl·4H₂O储备液；(3)制备Au/TiO₂将0.3g的TiO₂加至60mL去离子水和15mL无水甲醇的混合溶液中，再加入628μL的AuCl₃·HCl·4H₂O储备液，首先在黑暗条件下磁力搅拌2小时使Au³⁺与TiO₂充分接触；接着光照3h，光还原反应采用紫外滤光片UVREF使光源的出射光谱波长在200～400nm范围；反应结束后，抽滤并以去离子水清洗三次，在60℃的空气气氛下过夜后烘干，得到Au/TiO₂粉末；(4)制备g‑C₃N₄/Au/TiO₂类Z型光催化剂按g‑C₃N₄∶Au/TiO₂的质量比为2∶8～8∶2，分别称取步骤(1)所得g‑C₃N₄粉末和步骤(3)所得Au/TiO₂粉末并加入坩埚中；然后向坩埚中加入甲醇至粉末充分溶解，搅拌后超声分散30min；转至鼓风干燥箱中，待甲醇完全挥发后，研磨至混合均匀；再次置于坩埚中，以5℃/min的速度升温至400℃后，煅烧3h；待自然冷却，即得到高可见光电子转移g‑C₃N₄/Au/TiO₂类Z型光催化剂。