一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂的合成方法及应用。本发明专利技术涉及材料制备及光催化的技术领域，尤其涉及一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂的合成方法及应用。本发明专利技术是为解决现有石墨相氮化碳光催化剂由于其可见光吸收系数小和电子空穴复合率大而导致其活性低的问题。合成方法：一、将三聚氰胺和升华硫研磨至混合均匀，得到混合粉体；二、将步骤一得到的混合粉体装入瓷舟后放入管式炉中，在氩气气氛下按管式炉升温速率为5℃/min～15℃/min由室温升温至温度为550～650℃后并恒温1h～4h，冷却至室温后得到硫改性氮化碳光催化剂。本发明专利技术的硫改性氮化碳光催化剂可应用于可见光分解水制氢和降解污染物领域。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂的合成方法及应用。本专利技术涉及材料制备及光催化的
，尤其涉及一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂的合成方法及应用。本专利技术是为解决现有石墨相氮化碳光催化剂由于其可见光吸收系数小和电子空穴复合率大而导致其活性低的问题。合成方法：一、将三聚氰胺和升华硫研磨至混合均匀，得到混合粉体；二、将步骤一得到的混合粉体装入瓷舟后放入管式炉中，在氩气气氛下按管式炉升温速率为5℃/min～15℃/min由室温升温至温度为550～650℃后并恒温1h～4h，冷却至室温后得到硫改性氮化碳光催化剂。本专利技术的硫改性氮化碳光催化剂可应用于可见光分解水制氢和降解污染物领域。【专利说明】一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂的合成方法及应用
本专利技术涉及材料制备及光催化的
，尤其涉及一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂的合成方法及应用。
技术介绍
随着能源危机的出现及全球环境的恶化，能源和环境是21世纪人类面临和亟待解决的重大问题。目前迫切需要解决的问题是探索新能源和提高能源的利用率。在众多的新能源中，太阳能是取之不尽，用之不竭的一次性能源；把太阳能转化为可储存的电能、化学能是人们最感兴趣的研究课题之一。氢能是清洁高效的可再生能源，已普遍被认为是一种新世纪理想的绿色能源。利用太阳能分解水制氢，将能量密度低、分散性强的太阳能转化为氢能，成为解决当前日益严峻的环境污染和能源短缺问题的理想对策。近来，一种新型的石墨相氮化碳光催化剂以其合适的禁带宽度和良好的化学稳定性受到研究者的青睐，然而这种石墨相氮化碳光催化剂由于其可见光吸收系数小和电子空穴复合率大而导致其活性低。
技术实现思路
本专利技术是为解决现有石墨相氮化碳光催化剂由于其可见光吸收系数小和电子空穴复合率大而导致其活性低的问题，而提供一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂的合成方法及应用。本专利技术的一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂的合成方法按以下步骤进行:一、将三聚氰胺和升华硫置于玛瑙研钵中研磨至混合均匀，得到混合粉体；所述的三聚氰胺与升华硫的质量比为1: (0.5?2);二、将步骤一得到的混合粉体装入瓷舟后，放入管式炉中，在氩气气氛下按管式炉升温速率为5°C /min?15°C /min，将管式炉由室温升温至温度为550?650°C后，在温度为550?650°C下恒温Ih?4h，然后在氩气气氛下冷却至室温，得到硫改性氮化碳光催化剂。本专利技术的一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂应用于可见光分解水制氢和降解污染物领域。本专利技术有益效果:硫为常见的淡黄色晶体，因其独特的物理性质和多价氧化还原特性被广泛用在无机材料合成中。本专利技术通过硫对石墨相氮化碳改性，可提高石墨相氮化碳光催化剂的可见光吸收范围及电荷分离效率，增加其可见光吸收，从而显著提高氮化碳光催化剂的可见光催化活性。本专利技术以廉价易得的原料，通过简单的热处理法制备了硫改性氮化碳可见光催化剂。操作简单，合成方便，并且效果明显，本专利技术的硫改性氮化碳光催化剂与石墨相氮化碳光催化剂相比，硫改性氮化碳光催化剂的产氢活性明显提高，产氢速率提高了 5倍。本专利技术的硫改性氮化碳光催化剂与石墨相氮化碳光催化剂相比，荧光强度明显降低，说明通过硫改性氣化碳光催化剂有效提闻了电荷的分尚效率。【专利附图】【附图说明】图1为试验一得到的硫改性氮化碳光催化剂的SEM照片；图2为试验三下(一)中光催化分解水制氢性能对比曲线图；其中I为试验一得到的硫改性氮化碳光催化剂，2为现有石墨相氮化碳光催化剂；图3为试验三下(二)中紫外可见漫反射谱图；其中I为试验一得到的硫改性氮化碳光催化剂，2为现有石墨相氮化碳光催化剂；图4为试验三下(三)中荧光光谱图；其中I为试验一得到的硫改性氮化碳光催化剂，2为现有石墨相氮化碳光催化剂；图5为试验四中光催化降解活性曲线图；其中I为试验一得到的硫改性氮化碳光催化剂，2为现有石墨相氮化碳光催化剂。【具体实施方式】【具体实施方式】一:本实施方式的一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂的合成方法按以下步骤进行:一、将三聚氰胺和升华硫置于玛瑙研钵中研磨至混合均匀，得到混合粉体；所述的三聚氰胺与升华硫的质量比为1: (0.5?2);二、将步骤一得到的混合粉体装入瓷舟后，放入管式炉中，在氩气气氛下按管式炉升温速率为5°C /min?15°C /min，将管式炉由室温升温至温度为550?650°C后，在温度为550?650°C下恒温Ih?4h，然后在氩气气氛下冷却至室温，得到硫改性氮化碳光催化剂。本实施方式中采用的原料均为市售分析纯原料。硫为常见的淡黄色晶体，因其独特的物理性质和多价氧化还原特性被广泛用在无机材料合成中。本实施方式通过硫对石墨相氮化碳改性，可提高石墨相氮化碳光催化剂的可见光吸收范围及电荷分离效率，增加其可见光吸收，从而显著提高氮化碳光催化剂的可见光催化活性。本实施方式以廉价易得的原料，通过简单的热处理法制备了硫改性氮化碳可见光催化剂。操作简单，合成方便，并且效果明显，本实施方式的硫改性氮化碳光催化剂与石墨相氮化碳光催化剂相比，硫改性氮化碳光催化剂的产氢活性明显提高，产氢速率提高了 5倍。本实施方式的硫改性氮化碳光催化剂与石墨相氮化碳光催化剂相比，荧光强度明显降低，说明通过硫改性氮化碳光催化剂有效提高了电荷的分离效率。【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤一中所述的三聚氰胺与升华硫的质量比为1:1。其他步骤及参数与【具体实施方式】一相同。【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:步骤一中将三聚氰胺和升华硫置于玛瑙研钵中研磨25min?35min。其他步骤及参数与【具体实施方式】一或二相同。【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:步骤一中将三聚氰胺和升华硫置于玛瑙研钵中研磨30min。其他步骤及参数与【具体实施方式】一至三之一相同。【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:步骤二中在氩气气氛下按管式炉升温速率为5°C /min?10°C /min。其他步骤及参数与【具体实施方式】一至四之一相同。【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是:步骤二中将管式炉由室温升温至温度为600?650°C。其他步骤及参数与【具体实施方式】一至五之一相同。【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】六不同的是:步骤二中在温度为600?65011C下恒温2h?4h。其他步骤及参数与【具体实施方式】至六相同。【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一至七之一不同的是:步骤二中氩气流速为150mL/min?300mL/min。其他步骤及参数与【具体实施方式】一至七之一相同。【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】一至八之一不同的是:步骤二中氩气流速为200mL/min?300mL/min。其他步骤及参数与【具体实施方式】一至八之一相同。【具体实施方式】十:本实施方式的一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂应用于可见光分解水制氢和降解污染物领域。用以下试验验证本专利技术的有益效果:试验一、本试验的一种具有高可见光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂的合成方法，其特征在于一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂的合成方法按以下步骤进行：一、将三聚氰胺和升华硫置于玛瑙研钵中研磨至混合均匀，得到混合粉体；所述的三聚氰胺与升华硫的质量比为1：（0.5～2）；二、将步骤一得到的混合粉体装入瓷舟后，放入管式炉中，在氩气气氛下按管式炉升温速率为5℃/min～15℃/min，将管式炉由室温升温至温度为550～650℃后，在温度为550～650℃下恒温1h～4h，然后在氩气气氛下冷却至室温，得到硫改性氮化碳光催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，何芳，于耀光，郝素娥，周彦松，郑毅，韩钟慧，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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