一种在自然光下高效降解有机物的催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种Ti3C2T

A catalyst for efficient degradation of organic matter under natural light and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种在自然光下高效降解有机物的催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种光催化剂，具体涉及一种在自然光下高效降解有机物的催化剂及其制备方法；属于新材料及其制备相关


技术介绍

[0002]由于过度使用化石能源而造成的环境污染和能源短缺已成为世界性的重大问题。太阳能是一种清洁的可再生能源，被认为是未来最理想的能源。自1972年二氧化钛在紫外线下分解水的发现以来，利用太阳能中的可见光直接进行光催化反应来解决环境污染问题逐渐引起了人们的关注。氮化碳(g
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C3N4)是一种带隙为2.7eV的非金属聚合物半导体，是一种理想的可见光催化剂材料。作为一种只由C、N原子组成的有机半导体，从微观原子排列到宏观形貌都会对其光催化性能造成影响。经过几十年的发展，已经有许多手段用来提高g
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C3N4的光催化活性，包括形貌调控、元素掺杂和异质结的构建。尽管如此，大量文献表明目前获得的高效催化剂效率仍然要在几倍于自然光强度的人造太阳光下进行。实现自然光下条件下的高效光催化反应依旧是这个领域的最大难题。
[0003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在自然光下高效降解有机物的催化剂，其特征在于，由Ti3C2T
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纳米片掺杂自制的多孔g
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C3N4微管复合制得，所述多孔g
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C3N4微管具有一维、空心和多孔结构，直径为1～3μm，比表面积达到150m2/g以上。2.如权利要求1所述的一种在自然光下高效降解有机物的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、制备多孔g
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C3N4微管：(1)将制孔剂和三聚氰胺分别溶于去离子水中，连续超声一段时间后，将制孔剂溶液和三聚氰胺溶液混合，再升温搅拌；(2)将混合溶液转移到高压釜内，于160～200℃温度下进行多次水热处理，相邻两次水热处理之间进行冷却放气缓冲，水热处理反应结束后取出白色针状前驱体，洗涤去除表面杂质，干燥得到多孔g
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C3N4微管前驱体；(3)将干燥后的微管前驱体置于密闭瓷坩埚中，高温煅烧得到蓬松的淡黄色多孔g
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C3N4微管粉末；S2、制备Ti3C2T
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MXene：(1)刻蚀：将氟化锂加入盐酸中并搅拌溶解，向其中加入Ti3AlC2，待反应结束后，离心分离反应物中的Ti3C2T
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MXene颗粒和液体，用去离子水洗涤反应物，至上清液pH值为4～7；(2)剥离：向洗涤后的沉淀物中重新加入去离子水，用漩涡混匀仪机械振荡，随后再离心处理，取出上清液，即为Ti3C2T
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溶液；S3、质子化多孔g
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C3N4微管，使其表面带上正电荷；S4、制备多孔g
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C3N4微管和Ti3C2T
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的复合物：将步骤S3得到的多孔g
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C3N4微管粉末分散在一定浓度的Ti3C2T
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溶液中，磁力搅拌，通过冷冻干燥得到质子化多孔g
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C3N4微管和Ti3C2T
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的复合物。3.根据权利要求2所述的一种在自然光下高效降解有机物的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，制孔剂选自尿素、双氰胺、硫脲中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的一种在自然光下高效降解有机物的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，水热处理24h，分两次进行，具体过程为：于160～200℃温度下水热处理反应12h，冷却至室温，再次升温至160～200℃继续水热处理反应12h，冷却至室温。5.根据权利要求2所述的一种在自然光下高效降解有机物的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，水热处理24h，分三次进行，具体过程为：于160～200℃温度下水热处理反应8h，冷却至室温；再升温至160～200℃继续水热处理反应8h，继续冷却至室温；最后再一次升温至160～200℃水热处理反应8h，冷却至室温。6.根据权利要求2所述的一种在自然光下高效降解有机物的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，高温煅烧的具体工艺过程为：以2～5℃/min的加热速度升温至520～550℃，在此温度下持续煅烧3～4h，然后将产物自然冷却至室温。7.根据权利要求2所述的一种在自然光下高效降解有机物的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S4得到的复合物，微观下Ti3C2T
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【专利技术属性】
技术研发人员：蔡栋宇，项尚林，轧宗洋，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：