The present invention relates to a graphite carbon nitride quantum dot modified zinc oxide catalytic material and its preparation method. First, the dispersion solution of G C3N4 quantum dot is prepared; then, the zinc oxide raw material is mixed with the dispersion solution of G C3N4 quantum dot, milled and dried to obtain the zinc oxide catalytic material modified by graphite carbon nitride quantum dot. The invention does not need special devices and solvents to prepare graphite carbon nitride quantum dots by mechanical ultrasonic oscillation method, and directly uses mechanical ball milling method to promote the formation of graphite carbon nitride quantum dots modified zinc oxide powder by mechanochemistry, and then uses blast drying method to prepare graphite carbon nitride quantum dots modified zinc oxide visible-light photocatalyst material, which simplifies preparation. The process, which can reduce the cost of experiment and protect the environment, can realize industrialized production. At the same time, it will provide an effective path for the large-scale preparation of other powder materials.
【技术实现步骤摘要】
一种石墨氮化碳量子点改性氧化锌催化材料及其制备方法
本专利技术涉及一种石墨氮化碳量子点改性氧化锌催化材料及其制备方法,属于光催化领域。
技术介绍
氧化锌矿物在自然界中分布广泛,含量丰富,价格低廉,且由于其特殊的电子结构和优异的光电性质,使其在光催化、涂料填料、化工颜料等领域显示出很好的应用前景。尽管氧化锌矿物光学性能优异,价格便宜,在工业化应用广泛,但氧化锌的禁带宽度较宽,仅能吸收太阳光中的紫外光部分,且光激发产生的光生载流子易复合,从而限制其在光催化行业中的应用。因此,通过改性提高氧化锌的光谱响应范围和光催化活性是很有必要的。半导体复合是拓宽氧化锌催化材料光谱响应范围、降低光生载流子复合的一种有效手段,被广泛应用于污水处理、环境保护等领域。在众多的窄带系半导体中,石墨相氮化碳(g-C3N4)是禁带宽度为2.74eV,自身能吸收可见光形成光生载流子,表现出很好的催化特性;同时,它具有着良好的稳定性、耐酸碱性和优良的电化学特性等优点,且来源众多,储量丰富,受到了越来越多研究人员的关注。利用石墨相氮化碳改性可显著提高氧化锌的光催化活性和光谱响应范围,提高光催化效率,促进在环境保护、污水处理、空气净化等领域的应用。目前,获得改性氧化锌光催化材料的方法很多,但存在制备工艺复杂,不易实现产业化规模生产,生产价格比较贵,不易规模化生产和应用,因而获得一种简单、易工业化生产改性氧化锌光催化材料的方法是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是,目前制备可见光响应的氧化锌基催化材料常采用化学反应合成的方法,需要使用有机溶剂,制备工艺复杂,成本高,可能存在环境污染 ...
【技术保护点】
1.一种石墨氮化碳量子点改性氧化锌催化材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、将g‑C3N4粉体加入到去离子水和醇的混合液中,超声分散20‑40min后,搅拌20‑40min,获得g‑C3N4分散液;其中,去离子水与醇的体积比为96:4~98:2,每100mL混合液中添加0.3‑2g g‑C3N4粉体;在超声振荡下,用机械剪切机对所述g‑C3N4分散液进行剪切5~6 h,获得溶液均匀分散的g‑C3N4溶液;然后,用离心机对所述g‑C3N4溶液进行离心分离处理,获得g‑C3N4量子点分散溶液;S2、将氧化锌原料与S1中获得的g‑C3N4量子点分散溶液混合,球磨,干燥,获得石墨氮化碳量子点改性氧化锌催化材料。
【技术特征摘要】
1.一种石墨氮化碳量子点改性氧化锌催化材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、将g-C3N4粉体加入到去离子水和醇的混合液中,超声分散20-40min后,搅拌20-40min,获得g-C3N4分散液;其中,去离子水与醇的体积比为96:4~98:2,每100mL混合液中添加0.3-2gg-C3N4粉体;在超声振荡下,用机械剪切机对所述g-C3N4分散液进行剪切5~6h,获得溶液均匀分散的g-C3N4溶液;然后,用离心机对所述g-C3N4溶液进行离心分离处理,获得g-C3N4量子点分散溶液;S2、将氧化锌原料与S1中获得的g-C3N4量子点分散溶液混合,球磨,干燥,获得石墨氮化碳量子点改性氧化锌催化材料。2.根据权利要求1所述的石墨氮化碳量子点改性氧化锌催化材料的制备方法,其特征在于,S1中,g-C3N4粉体的制备方法为:将含氮化合物置于马弗炉中,升温至500-600℃,优选地,升温速率为3~5℃/min,保温1.5-7h后,冷却,获得g-C3N4粉体。3.根据权利要求2所述的石墨氮化碳量子点改性氧化锌催化材料的制备方法,其特征在于,所述含氮化合物为三聚氰胺、尿素、硫脲中的至少一种。4.根据权利要求1所述的石墨氮化碳量子点改性氧化锌催化材料的制备方法,其特征在于,S1中,所述醇为甲醇、乙醇、丙醇中的至少一种。5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈传盛,方群,刘天贵,罗思瑶,
申请(专利权)人:长沙理工大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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