[发明专利]一种非金属掺杂多孔氮化碳光催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种非金属掺杂多孔氮化碳光催化剂及其制备方法，属于光催化领域。其主要特征是利用酚醛树脂球作为模板制备同步实现非金属元素掺杂，一步得到非金属掺杂多孔氮化碳光催化剂，利用非金属元素的掺杂减小光催化剂的禁带宽度，增强对可见光的吸收，同时具有较大的比表面积，活性位点增多，能够与有机污染物充分接触，从而显著提高氮化碳光催化剂的光催化活性。制备步骤为①制备硬模板酚醛树脂球；②利用①所制备的酚醛树脂球为模板，在合成多孔氮化碳的过程中同步掺杂非金属元素(如N、P、S、F等)，在惰性气氛下经过热聚合后，将得到的产物再于空气中煅烧，最终制备得到非金属掺杂多孔氮化碳光催化剂。该方法工艺简单高效、操作安全，制备的非金属掺杂多孔氮化碳光催化剂催化活性较高。

主权项

一种非金属掺杂多孔氮化碳光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备模板酚醛树脂球：将一定量的苯酚、甲醛水溶液(37wt％)、0.1M NaOH溶液混合，60～90℃下搅拌0.5～1h，合成分子量较低的酚醛树脂。Pluronic F127溶于15mL水后加入并搅拌2～4h。再加入50mL水稀释并进一步搅拌6～18h，直到产生沉淀物时停止反应，将一定量溶液转至100mL高压釜中加水稀释，100～150℃下加热5～10h。产物通过离心、水洗收集，命名为RF；(2)非金属掺杂多孔氮化碳光催化剂的制备：称取2g三聚氰胺和一定量的含非金属元素化合物和RF球于圆底烧瓶中，向烧瓶中加入去离子水与无水乙醇的混合溶剂，在冷凝回流的条件下，将烧瓶置于60～80℃油浴锅中搅拌4～6小时后，把容器中的溶液转移至蒸发皿中，将蒸发皿放入50～80℃的烘箱干燥。干燥后将混合物取出，研磨至粉末状后置于坩埚中，之后将坩埚放入管式炉中。通入惰性气体，以5～10℃/min的升温速率升温至450～550℃，保持3～7h。再将产物置于空气条件下，以2～3℃/min的速率升温至400～500℃，保持2～6h。待管式炉自动降温至室温时取出产物，至此成功制得非金属掺杂多孔氮化碳光催化剂。