• 一种磷掺杂反蛋白石结构氮化碳光催化剂的制备及其应用

    • 摘要:

      本发明提供了一种基于磷掺杂反蛋白石结构氮化碳的催化剂的制备方法,该催化剂在光催化还原CO2中可以得到很好的应用.本发明通过硬模板法,以三维有序排列的SiO2小球作为硬模板来合成有序大孔结构(反蛋白石结构).将氮化碳前驱体双氰胺通过煅烧的方法,灌注进由SiO2小球规整排列而得到的光子晶体中,用NH4HF2刻蚀除去模板,即得到反蛋白石氮化碳材料.然后通过将反蛋白石氮化碳与NaH2PO2混合煅烧的方式使得磷元素掺杂进入氮化碳分子结构中.本发明将反蛋白石结构引入可以显著增大氮化碳的比表面积为光催化过程提供更多的吸附和活性位点,减小带隙并抑制光生电荷载流子的复合.通过将其应用于光催化还原CO2,发现其表现出优异的催化活性.

    • 专利类型:

      发明专利

    • 申请/专利号:

      CN202011075662.7

    • 申请日期:

      2020.10.10

    • 公开/公告号:

      CN112108167A

    • 公开/公告日:

      2020-12-22

    • 发明人:

      张金龙 雷菊英 黄晓月 王灵芝 周亮 李昂 郑羽瑕 于佳玉

    • 申请人:

      华东理工大学

    • 主分类号:

      B01J27/24(2006.01),B,B01,B01J,B01J27

    • 分类号:

      B01J27/24(2006.01),B01J35/00(2006.01),B01J37/00(2006.01),B01J37/08(2006.01),B01J37/28(2006.01),B01J35/10(2006.01),C01B32/40(2017.01),B,C,B01,C01,B01J,C01B,B01J27,B01J35,B01J37,C01B32,B01J27/24,B01J35/00,B01J37/00,B01J37/08,B01J37/28,B01J35/10,C01B32/40

    • 主权项:

      1.一种磷掺杂反蛋白石氮化碳材料的制备方法,其特征在于具体实验步骤如下: 1)将一定量的正硅酸乙酯(TEOA)加入到乙醇中搅拌均匀制成溶液A;将一定量的乙醇、水和氨水混合制成溶液B;磁力搅拌下将溶液A加入溶液B中,搅拌一段时间,反应完成后,离心和水洗若干次并干燥一段时间,得到SiO2小球; 2)将SiO2小球研磨后超声分散在水中并倒入玻璃瓶,一定温度和时间下进行干燥蒸发排列即得到排列整齐的SiO2模板; 3)将双氰胺(DCDA)和SiO2模板混合研磨,混合固体置于管式炉中在惰性气氛下升温并保持一段时间;煅烧后的粉末倒入NH4HF2溶液将SiO2模板刻蚀,得到反蛋白石g-C3N4; 4)将反蛋白石g-C3N4与NaH2PO2混合放入管式炉中在惰性气氛下升温并保持一段时间,得到P掺杂反蛋白石g-C3N4. 2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:溶液A与溶液B混合搅拌时间为24h,搅拌温度为25℃. 3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在NH4HF2溶液中搅拌刻蚀SiO2模板时间为48h,NH4HF2溶液浓度为4mol/L. 4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤3中的煅烧温度为300-550℃,升温速率为2-4℃/min;步骤4中的煅烧温度为300℃,保持1h,升温速率为2℃/min. 5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:惰性气氛包括氮气、氩气. 6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:反蛋白石g-C3N4和NaH2PO2的质量比为10:1. 7.一种磷掺杂反蛋白石氮化碳材料,其特征在于其采用权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到. 8.如权利要求7所述的磷掺杂反蛋白石氮化碳材料的应用,其用于光催化还原CO2.