一种一步制备高度杂化氮化碳纳米片/二氧化钛空心球异质结的方法技术

本发明专利技术公开了一种在水热碳微球辅助下一步制备具有高效光催化活性的高度杂化氮化碳纳米片/二氧化钛空心球异质结的方法。在制备过程中，水热碳微球同时作为分散剂和模板剂用于氮化碳纳米片和二氧化钛空心球的构建。由于三聚氰胺和钛酸四丁酯前驱体的一步引入，在氮化碳纳米片/二氧化钛空心球异质结中半导体组分之间成功实现了原子水平杂化。由于氮化碳纳米片和二氧化钛空心球的同时构建以及半导体组分之间的高度杂化，所制备氮化碳纳米片/二氧化钛空心球异质结在降解水中有机污染物4‑氟苯酚中表现出卓越的光催化活性。经过λ>320 nm的模拟太阳光照射50 min后，浓度为10 mg/l的4‑氟苯酚可降解完全。

A method for the preparation of highly hybridized carbon nitride nanosheets / titania hollow spheres heterostructures

The invention discloses a method in hydrothermal carbon microspheres assisted one-step preparation with high photocatalytic activity is highly doped carbon nitride nanosheets / TiO2 hollow spheres heterojunction. In the preparation process, hydrothermal carbon microspheres are used as dispersing agents and templates for the construction of carbon nitride nanosheets and titania hollow spheres. Because of the one-step introduction of melamine and titanate four butyl ester, atomic level hybridization has been successfully realized between semiconductor components in carbon nitride nanosheets / titania hollow spheres. Because of the establishment of carbon nitride films and nano TiO2 hollow spheres as well as highly hybrid between semiconductor components, the preparation of carbon nitride nanosheet / TiO2 hollow spheres heterojunction showed excellent photocatalytic activity in degradation of organic pollutants in 4 fluorophenols. After a > light irradiation; simulated solar 320 nm 50 after min, the concentration of 10 mg/l 4 fluorophenols can be completely degraded.

【技术实现步骤摘要】
一种一步制备高度杂化氮化碳纳米片/二氧化钛空心球异质结的方法
本专利技术属于新型复合光催化材料开发及应用领域，主要涉及高度杂化氮化碳纳米片/二氧化钛空心球异质结的一步制备及其在降解水中有机污染物4-氟苯酚中的应用。
技术介绍
在光催化剂的制备中，复合半导体异质结的构建是基于半导体组分之间的协同效应。具体来说，由于光生载流子在半导体组分交界面之间的传输有效抑制了光生载流子的复合。因此，复合半导体异质结的光催化活性高于组分中每一种纯半导体的光催化活性。在过去的十年中，基于成本低、环境友好、稳定性高等优点，氮化碳和二氧化钛半导体光催化剂被广泛应用于环境光催化领域。因此，氮化碳/二氧化钛异质结的构建一直是新型光催化材料开发中的热点问题。然而，在目前氮化碳/二氧化钛异质结的构建技术中却存在两个瓶颈问题。一方面，由于氮化碳和二氧化钛的制备方法不同，在构建氮化碳/二氧化钛异质结的过程中氮化碳和二氧化钛组分的制备通常是分离的。因此，在氮化碳/二氧化钛异质结中，氮化碳和二氧化钛组分在原子水平上的杂化是无法实现的。另一方面，由于三聚氰胺和钛酸四丁酯前驱体的化学性质不同，因此在构建氮化碳/二氧化钛异质结的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一步制备高度杂化氮化碳纳米片/二氧化钛空心球异质结的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：（1）分别将水热碳微球和三聚氰胺前驱体通过超声处理均匀分散在乙醇中，然后加入氨水；（2）向上述悬浊液中缓慢滴加钛酸四丁酯前驱体，然后加热搅拌；（3）经离心分离后，所得固体样品分别用乙醇和水各洗涤三次，然后干燥；（4）经煅烧一段时间后最终制得高度杂化氮化碳纳米片/二氧化钛空心球异质结光催化剂产品。

【技术特征摘要】
1.一种一步制备高度杂化氮化碳纳米片/二氧化钛空心球异质结的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：（1）分别将水热碳微球和三聚氰胺前驱体通过超声处理均匀分散在乙醇中，然后加入氨水；（2）向上述悬浊液中缓慢滴加钛酸四丁酯前驱体，然后加热搅拌；（3）经离心分离后，所得固体样品分别用乙醇和水各洗涤三次，然后干燥；（4）经煅烧一段时间后最终制得高度杂化氮化碳纳米片/二氧化钛空心球异质结光催化剂产品。2.权利要求1中所述的一种一步制备高度杂化氮化碳纳米片/二氧化钛空心球异质结的方法，其特征在于：步骤（1）和（2）中水热碳微球、三聚氰胺、乙醇、氨水、钛酸四丁酯等原料的质量比为1：2：105：0.36：0.97，加热搅拌的温度为45℃，时间为24h。3.权利要求1中所述的一种一步制备高度杂化氮化碳纳米片/二氧化钛空心球异质结的方法，其特征在于：步骤（3）中所得固体样品经乙醇和水洗涤后分别在60℃和120℃下各干燥12h。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李可心，魏凯，郭会琴，颜流水，戴玉华，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36