[发明专利]一种氮化碳/硫铟锌复合纳米材料及其制备方法和用途有效

专利信息
申请号: 201510010704.1 申请日: 2015-01-09
公开(公告)号: CN104525238B 公开(公告)日: 2017-09-05
发明(设计)人: 时芬芬;姜德立;陈敏;李娣;邵乐强 申请(专利权)人: 江苏大学
主分类号: B01J27/24 分类号: B01J27/24;C01B3/04
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司32200 代理人: 楼高潮
地址: 212013 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 氮化 硫铟锌 复合 纳米 材料 及其 制备 方法 用途
【说明书】:

技术领域

发明涉及半导体光催化材料,特指一种氮化碳/硫铟锌复合纳米材料及其制备方法和用途。

技术背景

半导体光催化材料具有光降解有机污染物和光分解水制氢两大功能,利用光催化材料既可以利用太阳能降解和矿化环境中的有机污染物,也可以将低密度的太阳能转化为可储存的高密度的氢能,因此它在解决环境和能源问题方面有着重要的应用前景;在众多半导体中,类石墨相氮化碳(g-C3N4)由于其稳定、低毒、简单易得且响应可见光等特点而引起研究者的关注;但是,单纯的g-C3N4 光催化材料也面临着一些问题,如光生电子空穴易复合,量子效率很低,比表面积小;为了抑制光生电子-空穴的复合而提高光催化效率,单纯的g-C3N4 常被用来与多样的氧化物或者硫化物等进行复合制备二元、三元的复合光催化材料,特别是构建异质结材料;这种特殊设计的异质结材料,能有效的促进光生电子和空穴的分离,抑制光生电子与空穴的复合,提高光电转化的效率,扩展g-C3N4的吸收范围,最终提高光催化效率。

ZnIn2S4是具有成层结构的三元硫族化合物,由于其在电能储存、光催化等方面的利用而引起广泛研究;ZnIn2S4带隙在2.34-2.48eV范围内,很好的响应可见光的吸收;Li等人于2003年首先将ZnIn2S4用于可见光催化制氢,发现ZnIn2S4在光照150 h后,产氢速率仍未降低,说明它有很好的光稳定性和较高的产氢活性;Shen等人也以CTAB为表面活性剂采用水热/溶剂热制备了六方相ZnIn2S4微球,并发现CTAB的加入使得ZnIn2S4层间距变化,进而影响其产氢性能;合成的1Wt%Pt负载的ZnIn2S4在420 nm单色光照下的表观量子效率为18.4%。从上述研究报道来看,ZnIn2S4是比较理想的可见光响应的光催化剂,且表现出较高的表观量子效率。

迄今为止,尚未发现有人采用水热法制备g-C3N4/ZnIn2S4复合材料,所用的g-C3N4化学和物理性质稳定,原材料廉价易得,无毒,且以其为载体制备g-C3N4/ZnIn2S4复合材料的反应工艺简单,所得产品光催化活性好,稳定性高,生产过程绿色环保,有望大规模工业化生产。

发明内容

本发明目的是提供一种新的在低温条件下,以简单易行的水热法合成ZnIn2S4/g-C3N4复合材料的方法。

本发明通过以下步骤实现:

(1)制备类石墨碳化氮(g-C3N4):称取一定量的尿素于半封闭的坩埚中,先烘干,然后转移至程序升温管式炉中煅烧,待自然冷却至室温后,取出,用研鉢研磨至粉末状后,用稀HNO3清洗数次,去除残留碱性物,再用蒸馏水和无水乙醇洗净产物,离心,烘干(Nanoscale, 2012, 4, 5300-5303)。

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  • 一种用于低碳烷烃氧化脱氢制烯烃的催化剂、其优化方法和应用-201611079084.8
  • 陆安慧;石磊;李文翠 - 大连理工大学
  • 2016-11-30 - 2019-10-29 - B01J27/24
  • 本发明公开了一种用于低碳烷烃氧化脱氢制烯烃的催化剂、其优化方法和应用,属于工业催化技术领域。该用于低碳烷烃氧化脱氢制烯烃的催化剂为固体非金属催化剂,由氮原子和硼原子构成,为sp2或sp3杂化的六方氮化硼、立方氮化硼、菱方氮化硼,呈现氮化硼晶体结构。经表面官能化(优选羟基化)可优化催化剂表面结构。催化剂用于单一组分及多组分低碳烷烃氧化脱氢制烯烃反应,烷烃转化率和烯烃选择性高,生成的CO2含量小于5%。与现有技术相比,本发明的催化剂无需负载其他金属/金属氧化物等活性组分,工艺简单,可显著提高烯烃收率,催化剂长期稳定性好,CO2排放极少,具有良好的工业开发应用前景。
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