[发明专利]光合成过氧化氢用碳氮催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种光合成过氧化氢用碳氮催化剂及其制备方法，该催化剂的制备方法为：将含碳、氮的有机物粉末在空气或惰性气氛下焙烧得到C₃N₄固体粉末；再将C₃N₄研磨后与糖溶液混合，于水热反应釜中进行碳化反应，得到无定形碳修饰的C₃N₄；然后在惰性气氛下焙烧，得到碳氮催化剂(C_xN_y)。本发明所采用的原料来源丰富、无毒，具有绿色、可持续、成本低的特点，适合规模化生产。该催化剂用于以水、氧气和少量醇为原料、利用太阳光作为能源供体生产H₂O₂，整个过程不使用任何有毒试剂、有毒溶剂、无废物、废水排放，反应条件温和，绿色环保。

主权项

1.一种光合成过氧化氢用碳氮催化剂的制备方法，具体制备步骤如下：A.将含碳和氮的有机物磨成1～10μm的粉末，在惰性气氛下以1～20℃/min的升温速率升温到450～650℃，保温1～8小时，然后以10～20℃/min的降温速率降温至室温，得到淡黄色固体粉末，再研磨至粒度0.5～2μm的粉末，得到C₃N₄；所述的含碳和氮的有机物是氰胺、双氰胺、三聚氰胺中的一种；所述的惰性气氛是氮气或氩气中的一种；B.将步骤A得到的C₃N₄加入浓度0.03～0.003mol/L的糖溶液中，其中每升糖溶液中加0.1～2g C₃N₄，超声1～12小时；放入水热反应釜内，在100～160℃反应8～36小时降至室温，离心分离，离心转速5000～10000转/min，时间5～15min，再用去离子水洗涤3～5次，然后放入烘箱在60～90℃干燥6～12小时；所述的糖是果糖、蔗糖、葡萄糖、麦芽糖中的一种；C.将步骤B得到的样品在惰性气氛中焙烧，以1～20℃/min的升温速率升至300～800℃，保温1～8小时，再以10～20℃/min的降温速率至室温，得到固体粉末C_xN_y其中x:y＝0.751～0.80:1；该C_xN_y用作光合成H₂O₂催化剂；所述的惰性气氛是N₂或Ar气体。