一种铋系半导体Bi2MO6复合g-C3N4的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铋系半导体Bi2MO6复合g‑C3N4的制备方法，属于复合材料技术领域。具体制备方法的步骤为：首先通过煅烧法制备得到g‑C3N4，然后对其进行半导体复合，实现了Bi2MO6的复合，制备得到了一种铋系半导体Bi2MO6复合的g‑C3N4。该半导体复合材料原料廉价易得，制备方法简单，制造成本低，绿色环保，化学性能稳定，为高性能光催化材料的开发和应用提供思路。

Preparation of Bismuth Semiconductor Bi2MO6 Composite g-C3N4

【技术实现步骤摘要】
一种铋系半导体Bi2MO6复合g-C3N4的制备方法
本专利技术属于复合材料
，特别是涉及一种铋系半导体Bi2MO6复合g-C3N4的制备。
技术介绍
在人类文明的进步给我们的生活带来便捷的同时，环境污染问题也接踵而至，这迫使人们寻找环保、高效的清洁能源。石墨相氮化碳（g-C3N4）因其光催化效率高、成本低廉、原料易得及清洁无毒等优点，逐渐为研究者们所青睐。但g-C3N4本身存在比表面积不大、光生载流子传输能力不强、可见光响应范围窄等缺陷，这大大限制了其在光催化等领域的应用。因此，研究者们不断寻找合适的方法对g-C3N4进行改性处理。研究者们通过调控形貌、改变结构、半导体复合等方法对g-C3N4进行改性处理，更好地提高其光催化性能。其中铋系半导体由于具有独特的层状结构和较大的比表面积，可以更好地进行对可见光的吸收，且铋系半导体材料本身具有良好的光化学稳定性，在与g-C3N4复合后其整体存在的稳定性大大增强，这使得构建铋系半导体/g-C3N4复合物越来越受到光催化领域研究者们的青睐。
技术实现思路
本专利技术针对g-C3N4的缺陷，首先通过煅烧法制备得到g-C3N4，然后对其进行半导体复合，实现了Bi2MO6的复合，制备得到了一种铋系半导体Bi2MO6复合的g-C3N4，为高性能光催化材料的开发和应用提供支持。具体的，本专利技术提供的一种铋系半导体Bi2MO6复合g-C3N4的制备方法，具体按照以下步骤实施：S1：通过煅烧法制备g-C3N4；S2：通过水热法将Bi2MO6与g-C3N4进行复合，制备一种铋系半导体Bi2MO6复合的g-C3N4。优选地，所述Bi2MO6，M可以为W和Mo中的一种或两种。优选地，S1的具体步骤为：称取一定量的尿素（或硫脲，或三聚氰胺），将尿素（或硫脲，或三聚氰胺）于马弗炉中480～550℃热处理2～4h，得到淡黄色的g-C3N4粉体。更优选地，S2的具体步骤为：S21：按物质的量比为2:1分别称取Bi(NO3)3·5H2O和Na2MO4·2H2O。将Bi(NO3)3·5H2O放入烧杯中，加入适量的乙二醇，并在超声作用下使Bi(NO3)3·5H2O完全溶解。将Na2MO4·2H2O放入另一烧杯中，加入适量的乙二醇，在超声作用下使Na2MO4·2H2O完全溶解;S22：将一定量的g-C3N4粉末加入到含Bi(NO3)3·5H2O的乙二醇溶液中，再次超声搅拌0.5~2h后，将上述含Na2MO4·2H2O的乙二醇溶液缓慢倒入其中，继续超声搅拌0.5~2h;S23：将上述混合溶液缓慢倒入反应釜中，并于150~200℃下恒温处理10~15h。用去离子水将水热釜内胆底部沉淀冲洗出来并转移至烧杯中，超声搅拌10~30min，待样品沉淀后倒掉上清液，重复上述步骤2~4次;S24：将水洗过的样品离心10~30min，离心结束后，用去离子水将沉淀充分清洗并重复操作2~4次，最后一次清洗时用无水乙醇代替去离子水，取出下层沉淀，在60~100℃下干燥3~5h。冷却至室温后，将样品刮出并在研钵中充分研磨，得到一种铋系半导体Bi2MO6复合的g-C3N4。本专利技术还提供了一种铋系半导体Bi2MO6复合g-C3N4的制备方法，由上述任一方法制备得到。本专利技术的技术方案具有如下有益效果：（1）本专利技术首先通过煅烧法制备得到g-C3N4，然后对其进行半导体复合，实现了Bi2MO6的复合，制备得到了一种铋系半导体Bi2MO6复合的g-C3N4。该半导体复合材料原料廉价易得，制备方法简单，化学性能稳定，为高性能光催化材料的开发和应用提供思路。（2）本专利技术提供的一种铋系半导体Bi2MO6复合的g-C3N4，光催化性能较好，并且具有制造成本低和绿色环保等诸多优点。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。当实施例给出数值范围时，应理解，除非本专利技术另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本专利技术中使用的所有技术和科学术语与本
技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本
的技术人员对现有技术的掌握及本专利技术的记载，还可以使用与本专利技术实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本专利技术。一种铋系半导体Bi2MO6复合g-C3N4的制备方法，具体按照以下步骤实施：S1：通过煅烧法制备g-C3N4；S2：通过水热法将Bi2MO6与g-C3N4进行复合，制备一种铋系半导体Bi2MO6复合的g-C3N4。下面就本专利技术的技术方案进行具体的举例说明。实施例1一种铋系半导体Bi2MO6复合g-C3N4的制备方法，具体步骤为：称取一定量的尿素，将尿素于马弗炉中550℃热处理4h，得到淡黄色的g-C3N4粉体。取2mmolBi(NO3)3·5H2O放入烧杯中，加入30mL的乙二醇，并在超声作用下使Bi(NO3)3·5H2O完全溶解。取1mmolNa2WO4·2H2O放入另一烧杯中，加入10ml的乙二醇，在超声作用下使Na2WO4·2H2O完全溶解。将一定量的g-C3N4粉末加入到Bi(NO3)3·5H2O溶液中，再次超声并搅拌30min后，将上述10mL含1mmolNa2WO4·2H2O的乙二醇溶液缓慢倒入此烧杯中，继续超声搅拌1h。将上述混合溶液缓慢倒入反应釜中，在干燥箱中于180℃下恒温处理12h，自然冷却至室温，用去离子水将底部沉淀冲洗出来并转移至烧杯中，在超声清洗机中超声搅拌10min，清洗后将溶液取出并静置，待样品沉淀后倒掉上清液，重复上述步骤2次。将水洗过的样品转移至离心管内，调节离心机转速为8000r/min离心10min，离心结束后，用去离子水将沉淀充分清洗并再次离心2次，最后一次清洗时用无水乙醇来代替去离子水，取出下层沉淀，将其置于干燥箱中于80℃下干燥4h。干燥结束后取出冷却至室温，将样品刮出并在研钵中充分研磨，制备得到Bi2WO6复合的g-C3N4。实施例2一种铋系半导体Bi2MO6复合g-C3N4的制备方法，具体步骤为：称取一定量的尿素放入烧杯中。按体积比为1:3的比例加入去离子水和无水乙醇，使尿素在超声作用下充分溶解。取2mmolBi(NO3)3·5H2O放入烧杯中，加入30mL的乙二醇，并在超声作用下使Bi(NO3)3·5H2O完全溶解。取1mmolNa2WO4·2H2O放入另一烧杯中，加入10ml的乙二醇，在超声作用下使Na2WO4·2H2O完全溶解。将上述10mL含1mmolNa2WO4·2H2O的乙二醇溶液缓慢倒入到含Bi(NO3)3·5H2O的乙二醇溶液中，继续超声搅拌1h。按实施例1中的方法处理得到Bi2WO6粉末将一定量的Bi2WO6粉末加入到上述尿素溶液中，超声搅拌1h，并于80℃下干燥1h。干燥结束后充分研磨，然后置于马弗炉中于550℃下热处理4h，冷却至室温后再次充分研磨，得到Bi2WO6复合的g-C3N4。实施例3一种铋系半导体Bi2MO6复合g-C3N4的制备方法，具体步骤为：采用实施例1的方法制备得到g-C3N4，备用。取2mmolBi(NO3)3·5H2O放入烧杯中，加入30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铋系半导体Bi2MO6复合g‑C3N4的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：S1：通过煅烧法制备g‑C3N4；S2： 通过水热法将Bi2MO6与g‑C3N4进行复合，制备一种铋系半导体Bi2MO6复合的g‑C3N4。

【技术特征摘要】
1.一种铋系半导体Bi2MO6复合g-C3N4的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：S1：通过煅烧法制备g-C3N4；S2：通过水热法将Bi2MO6与g-C3N4进行复合，制备一种铋系半导体Bi2MO6复合的g-C3N4。2.根据权利要求1所述的一种铋系半导体Bi2MO6复合g-C3N4的制备方法，其特征在于，所述Bi2MO6，M可以为W和Mo中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的一种铋系半导体Bi2MO6复合g-C3N4的制备方法，其特征在于，S1的具体步骤为：称取一定量的尿素（或硫脲，或三聚氰胺），将尿素（或硫脲，或三聚氰胺）于马弗炉中480～550℃热处理2～4h，得到淡黄色的g-C3N4粉体。4.根据权利要求3所述的一种铋系半导体Bi2MO6复合g-C3N4的制备方法，其特征在于，S2的具体步骤为：S21：按物质的量比为2:1分别称取Bi(NO3)3·5H2O和Na2MO4·2H2O；将Bi(NO3)3·5H2O放入烧杯中，加入适量的乙二醇，并在超声作用下使Bi(NO3)3·5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世凯，周淑慧，王子沛，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：河南,41