The invention belongs to the field of nano materials and discloses a reduction of graphene oxide / bismuth vanadate / Z heterojunction carbon nitride preparation method of composite photocatalyst, including thermal polymerization of urea preparation of graphite carbon nitride (g C3N4, Hummers) prepared by graphene oxide preparation and further reduction of graphene oxide. Hydrothermal synthesis and reduction of graphene oxide / bismuth vanadium nitride / carbon composite materials. The construction of Z heterostructure improves the visible light utilization rate and reduces the recombination rate of photogenerated electron hole. This material can be used for photodegradation of antibiotic contaminants, which is of great importance to environmental management.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料领域,涉及一种还原氧化石墨烯/钒酸铋/石墨相氮化碳复合纳米材料的制备方法,具体说是一种Z型异质结构的还原氧化石墨烯钒酸铋/石墨相氮化碳复合材料及其制备方法与用途。技术背景石墨相氮化碳(graphiticcarbonnitride,g-C3N4),作为一种新型非金属聚合物半导体材料,具有带隙(2.7eV)窄、无毒、成本低、热稳定性好等特性,引起人们的广泛关注。然而,在实际应用中单纯的g-C3N4光生电子-空穴对易复合,导致光催化活性较低。近年来,构筑Z型光催化体系是一个提高半导体光催化性能的有效方法,这种特殊的异质结不仅可以有效分离电子和空穴,还能保持光生载流子优良的氧化还原能力,提高光催化效率。迄今,大量g-C3N4基的全固态Z型异质结体系已被应用在光催化污染物降解和光催化分解水领域中。例如Bi2O3/g-C3N4(JournalofHazardousMaterials,2014,280:713-722.),g-C3N4/Nanocarbon/ZnIn2S4(ChemicalCommunications,2015,51(96):17144-17147.)。钒酸铋(BiVO4)是一种可见光响应的光催化剂,具有带隙窄、制备简单等优点。BiVO4具有合适的带隙边缘(ECB=0.46eV,EVB=2.86eV),可与g-C3N4(ECB=-1.12eV,EVB=1.59eV)形成的固态Z型光催化系统。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的二维的蜂窝状晶格结构的薄膜,具有导电性高,比表面积大,载流子迁移率较高等特性。在Z型异质结系统中 ...
【技术保护点】
一种还原氧化石墨烯/钒酸铋/氮化碳复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)制备石墨相氮化碳g‑C3N4粉末,备用;(2)制备还原氧化石墨烯RGO,备用;(3)制备RGO/BiVO4/g‑C3N4复合材料:a:称取Bi(NO3)3·5H2O加到HNO3溶液中,然后加入十二烷基磺酸钠SDS水溶液,得溶液A;b:称取NH4VO3加到NH3·H2O溶液中,在搅拌下将步骤a制备好的溶液A缓慢加到NH4VO3溶液中,用NH3·H2O将混合溶液的pH调节至5~8,搅拌,得到一个均相溶液;c:按比例称取步骤(1)制备的g‑C3N4粉末和步骤(2)制备的RGO,并依次加到上述的均相溶液中,超声分散,将获得的溶液转移到聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中,进行水热反应,离心洗涤,干燥。
【技术特征摘要】
1.一种还原氧化石墨烯/钒酸铋/氮化碳复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)制备石墨相氮化碳g-C3N4粉末,备用;(2)制备还原氧化石墨烯RGO,备用;(3)制备RGO/BiVO4/g-C3N4复合材料:a:称取Bi(NO3)3·5H2O加到HNO3溶液中,然后加入十二烷基磺酸钠SDS水溶液,得溶液A;b:称取NH4VO3加到NH3·H2O溶液中,在搅拌下将步骤a制备好的溶液A缓慢加到NH4VO3溶液中,用NH3·H2O将混合溶液的pH调节至5~8,搅拌,得到一个均相溶液;c:按比例称取步骤(1)制备的g-C3N4粉末和步骤(2)制备的RGO,并依次加到上述的均相溶液中,超声分散,将获得的溶液转移到聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中,进行水热反应,离心洗涤,干燥。2.如权利要求1所述的一种还原氧化石墨烯/钒酸铋/氮化碳复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,制备石墨相氮化碳g-C3N4粉末的步骤为:将烘干的尿素放置于半封闭的坩埚中,将坩埚转移至自动程序控温的升温管式炉中,以2~4℃/min的升温速率升温至480~560℃煅烧2~5h;待自然冷却至室温后,取出,用研鉢充分研磨至粉末状后,用20~50mL稀HNO3清洗数次,去除残留碱性物,离心,水洗醇洗数次,干燥。3.如权利要求1所述的一种还原氧化石墨烯/钒酸铋/氮化碳复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,制备还原氧化石墨烯RGO,的步骤为:首先制备氧化石墨烯GO,称取一定量的天然鳞片石墨于三口烧瓶中,冰浴至0℃,加入的浓硫酸和硝酸钠搅拌均匀,再将温度保持在0~12℃以下,缓慢加入KMnO4,升温至30~40℃,搅拌,至形成褐色的糊状,然后加一定量的水稀释,搅拌半小时后缓慢加入10~20mLH2O2,反应一...
【专利技术属性】
技术研发人员:马婉霞,姜德立,陈敏,肖鹏,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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