[发明专利]一种单氰胺为前驱体制备介孔氮化碳的方法

说明书

本发明公开了一种单氰胺为前驱体制备介孔氮化碳的方法，本发明以单氰胺为前驱体，利用正硅酸乙酯(TEOS)酸性原位水解二氧化硅模板方法制备出介孔氮化碳，所制备的介孔氮化碳具有更高的比表面积，致使其展现出更好的光催化降解污染物的能力。该种单氰胺为前驱体制备介孔氮化碳的方法，所制备的介孔氮化碳由于具有较大的比表面积及较好地光生电子与空穴的分离效果，致使其具有较高的染料吸附能力及较高地光催化降解污染物的速率。不仅如此，所制备的介孔氮化碳还具有很好的循环使用能力。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，具体为一种单氰胺为前驱体制备介孔氮化碳的方法。

背景技术

氮化碳作为光催化剂，有许多优点，如不含金属，制备简单、稳定、有可见光响应和性能优良等。然而它的比表面积(一般小于10m²g^-1)严重的限制了其光催化活性及应用。为此介孔氮化碳的制备及其性能的研究备受关注，有人利用单氰胺和硅溶胶模板共聚合的方法制备出比表面积介于67～373m²g^-1之间的介孔氮化碳，其可见光光催化制氢速率从氮化碳的18μmol/h增加到介孔氮化碳的149μmol/h。韩国学者以尿素和硅溶胶模板为前驱体，制备出比表面积介于74～-224m²g^-1的介孔氮化碳，经过6h可见光照射，光催化降解苯酚的效率从氮化碳的20％增加到介孔氮化碳的74％。以上结果可以看出硅模板方法是一个实用且有效地制备介孔氮化碳的方法。所制备的介孔氮化碳不仅可以有效地促进催化剂表面的传质扩散过程，而且还有助于优化其半导体能带结构，加速光生电子的传导，提高介孔氮化碳的光解水产氢和光催化降解有机污染物的活性。然而，这种制备方法所制备的介孔氮化碳的孔径过于依赖于纳米SiO₂颗粒的粒径，想要制备更小粒徊的介孔氮化碳就得先制备粒径更小的纳米SiO₂颗粒，合成步骤复杂，不利于实际应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种单氰胺为前驱体制备介孔氮化碳的方法，解决了介孔氮化碳合成步骤复杂，不利于实际应用的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种单氰胺为前驱体制备介孔氮化碳的方法，具体包括以下步骤：

S1、向含有一定量单氰胺的水溶液(CA)中加入乙醇，然后用0.2M盐酸溶液调解上述溶液的pH值为一定值，搅拌30min，得到混合溶液；

S2、接着向S1步骤中制备的混合溶液中滴加正硅酸乙酯，继续搅拌2h；

S3、然后转移到聚四氟乙烯水热釜中，110℃处理20h，自然冷却至室温后，将得到的凝胶放入60℃烘箱中干燥6h，得到固体物；

S4、最后将S3步骤中得到的固体物在一定温度下热处理4h，用一定浓度的氢氟酸刻蚀24h后，过滤、洗涤、60℃干燥12h，得到介孔氮化碳。

优选的，所述步骤S1中PH的值为2。

优选的，所述步骤S4中的一定温度为550℃。

优选的，所述步骤S4中氢氟酸的浓度为15％。

有益效果

本发明提供了一种单氰胺为前驱体制备介孔氮化碳的方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该种单氰胺为前驱体制备介孔氮化碳的方法，以单氰胺为前驱体，利用正硅酸乙酯(TEOS)酸性原位水解二氧化硅模板方法制备出介孔氮化碳，所制备的介孔氮化碳具有更高的比表面积，致使其展现出更好的光催化降解污染物的能力。该种单氰胺为前驱体制备介孔氮化碳的方法，所制备的介孔氮化碳由于具有较大的比表面积及较好地光生电子与空穴的分离效果，致使其具有较高的染料吸附能力及较高地光催化降解污染物的速率。不仅如此，所制备的介孔氮化碳还具有很好的循环使用能力。

附图说明