Efficient selective photocatalytic oxidation is a simple way to obtain complex organic oxidation products and to convert solar energy into chemical energy for storage. It provides a support for the sustainable utilization of energy. Therefore, it is urgent to find a kind of mild and efficient photocatalyst. The invention is based on the energy and environment background, belongs to the field of carbon material science, and relates to the preparation of a carbon nitride based high efficiency selective photocatalyst by a one-step copolymerization method. The present invention in melem foundation has three three triazine structure, three has creatively introduced triplet lifetime of 3,3 '4,4' two benzophenone four formic acid anhydride (BTDA) two, adjust the valence band of carbon nitride, Yan Changsan triplet life, which helps to produce singlet oxygen, enhance the selective photocatalytic oxidation ability. The carbon nitride based photocatalyst prepared by the method does not contain noble metal, has the advantages of low cost, simple operation and mass production, and solves the application limitation of carbon nitride in the selective photocatalysis oxidation field.
【技术实现步骤摘要】
一步共聚合法制备氮化碳基高效选择性光催化剂
本专利技术立足于能源环境背景之下,属于碳材料科学领域,具体涉及一步共聚合法制备氮化碳基高效选择性光催化剂的方法。通过掺杂具有长三重态寿命的有机分子到氮化碳分子中,不仅能有效调控氮化碳的能带结构,同时能延长材料的三重态寿命,从而有利于产生单线态氧,增强其选择性光催化氧化能力。该方法制备的氮化碳基光催化剂不含贵金属,成本低,操作简单,可批量生产,解决了氮化碳在选择性光催化氧化领域的应用限制,具有十分重要的应用价值。
技术介绍
高效选择性光催化氧化作为一种获得复杂的有机氧化产物以及将太阳能转化为化学能进行储存的简单途径,为实现能源的可持续利用提供了支撑。因此,寻找一种温和、高效的光催化剂迫在眉睫。传统的光催化剂往往需要含有金属,其中有些金属可能是重金属或贵金属。这样一来,催化剂会有比较大的毒性,并且成本较高,不利于广泛的应用。氮化碳因其具有合适的氧化还原电位,价格低廉,含量丰富以及对环境无影响等优点,使其在选择性光催化氧化领域具有广阔的研究前景。对于氮化碳来说,最重要的是提高其选择性光催化氧化能力。提高传统氮化碳光催化性能的方法很多,例如,金属或者非金属元素的掺杂可以有效增强氮化碳的可见光响应能力,但是通常情况下掺杂后会加速电子与空穴的复合。染料敏化氮化碳可以有效拓宽可见光响应区域,但是体系的复杂性导致氧化产物不易分离。近年来,小的有机分子掺杂到氮化碳分子中可以有效调控氮化碳的能带结构,从而可进一步提高其可见光响应能力和载流子迁移率。Zou等人通过向蜜勒胺中引入作为电子受体的均苯四甲酸二酐(PMDA),使得导带与价带值 ...
【技术保护点】
一种简单制备氮化碳基高效选择性光催化剂的方法,其特征在于:在具有三均三嗪结构的蜜勒胺基础上,创造性地引入具有长三重态寿命的3,3’,4,4’‑二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA),调整氮化碳的导价带值,延长三重态寿命,从而有利于产生单线态氧,增强其选择性光催化氧化能力,本专利技术的最大特点是无需进行繁杂的预处理和提纯处理,原料价廉易得、制备简单快速、高效环保,可实现高效选择性光催化剂的批量制备,其具体制备方法如下:(1)称取一定量的三聚氰胺,将其均匀地放置在坩埚底部,随后将坩埚放置在马弗炉中,以1.77K/min的升温速率加热至425℃,并在此温度下保持4h,待冷却后将坩埚从马弗炉中取出,将得到的淡黄色固体放入适量热水中搅拌一定时间,抽滤,如此清洗三遍之后放入真空干燥箱中干燥即可得到蜜勒胺;(2)将蜜勒胺与3,3’,4,4’‑二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)放置在石英研钵中,充分研磨二者使之混合均匀,将研磨后的混合物放置在石英舟中,随后置于管式炉中,以5K/min的升温速率加热至300℃,保持4h(加热前使用氮气对石英管内气体进行置换,以排空空气,并且在加热的过程中始终通入氮气),待冷却后将样 ...
【技术特征摘要】
1.一种简单制备氮化碳基高效选择性光催化剂的方法,其特征在于:在具有三均三嗪结构的蜜勒胺基础上,创造性地引入具有长三重态寿命的3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA),调整氮化碳的导价带值,延长三重态寿命,从而有利于产生单线态氧,增强其选择性光催化氧化能力,本发明的最大特点是无需进行繁杂的预处理和提纯处理,原料价廉易得、制备简单快速、高效环保,可实现高效选择性光催化剂的批量制备,其具体制备方法如下:(1)称取一定量的三聚氰胺,将其均匀地放置在坩埚底部,随后将坩埚放置在马弗炉中,以1.77K/min的升温速率加热至425℃,并在此温度下保持4h,待冷却后将坩埚从马弗炉中取出,将得到的淡黄色固体放入适量热水中搅拌一定时间,抽滤,如此清洗三遍之后放入真空干燥箱中干燥即可得到蜜勒胺;(2)将蜜勒胺与3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)放置在石英研钵中,充分研磨二者使之混合均匀,将研磨后的混合物放置在石英舟中,...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴文婷,韩聪聪,吴明铂,李忠涛,张庆刚,
申请(专利权)人:中国石油大学华东,
类型:发明
国别省市:山东,37
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