[发明专利]一种石墨相碳化氮纳米片/ZiF-67片层结构复合材料

摘要

本发明公开了一种石墨相碳化氮纳米片/ZiF‑67片层结构复合材料及其制备方法和应用，其是以剥离的石墨相碳化氮纳米片和金属及有机配体为原料，在常温下直接反应制得所述具有片层结构的石墨相碳化氮/ZiF‑67复合材料。本发明工艺简单、成本低廉，且与单纯二维碳化氮纳米材料相比，本发明所得复合材料中ZiF‑67片均匀附着在碳化氮纳米片上，可有效提高材料的比表面积和对催化底物的筛分能力，使其具有更加高效的光催化性能，而可用于光催化还原二氧化碳。

主权项

1.一种石墨相碳化氮纳米片/ZiF‑67片层结构复合材料，其特征在于：所述复合材料是由g‑C₃N₄纳米片和含钴的金属有机骨架化合物ZiF‑67复合而成的具有片层结构的纳米材料，其中，g‑C₃N₄纳米片的质量分数为20%；所述石墨相碳化氮纳米片/ZiF‑67片层结构复合材料的制备方法包括如下步骤：1）g‑C₃N₄纳米片的制备a．将三聚氰胺粉末平铺在坩埚底部，盖紧盖子，转移到马弗炉中，以2.3℃/min的速度升温至550℃并保持4 h，再以2.3℃/min的速度降至室温，得淡黄色g‑C₃N₄粉末；b. 取0.3 g上述制备好的g‑C₃N₄粉末，加入200 mL去离子水，经超声剥离后将溶液在3000 rpm的转速下离心5 min，去除下层未剥离固体，所得上清液经冷冻干燥得到g‑C₃N₄纳米片固体；c. 将所得g‑C₃N₄纳米片固体用体积比1:1的甲醇‑乙醇混合溶剂溶解，经超声分散得浓度为1mg/mL的g‑C₃N₄纳米片分散液，备用；2）石墨相碳化氮纳米片/ZiF‑67片层结构复合材料的制备a. 将150 mg Co(NO₃)₂·6H₂O溶解于20 mL g‑C₃N₄纳米片分散液中，得溶液A；b. 将160 mg 2‑甲基咪唑溶解于20 mL体积比1:1的甲醇‑乙醇混合溶剂中，得溶液B；c. 将溶液B迅速注入溶液A中并剧烈搅拌30 s，然后静置反应24 h；d. 反应完成后，所得产物用甲醇和乙醇反复洗3‑4次，8000 rpm的转速下离心5 min后，于100℃下真空干燥过夜，即得所述石墨相碳化氮纳米片/ZiF‑67片层结构复合材料。