一种氢氧化钴/氧化钴/P掺杂氮化碳纳米复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种氢氧化钴/氧化钴/P掺杂氮化碳纳米复合材料及其制备方法和应用。其制备过程为：将合成的P掺杂的g

【技术实现步骤摘要】
一种氢氧化钴/氧化钴/P掺杂氮化碳纳米复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光催化剂
，具体涉及一种氢氧化钴/氧化钴/P掺杂氮化碳纳米复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]环境污染是当今世界面临重要问题之一，每年逐年增加，对地球造成严重和不可弥补的破坏。为降低污染物对环境带来的危害，吸附、电催化、生物降解等各种技术被用来处理污染物。其中，光催化凭借对污染物的高去除率以及自身的低能耗，被认为是一种环保、节能和可持续发展的高级氧化工艺(AOPs)，发展迅速。
[0003]在光催化领域中，半导体光催化剂是一种有吸引力和有前途的光催化材料，例如TiO2，AgI，BiO
X
(X＝Cl，Br，I)，ZnS，MoS2，g
‑
C3N4(H)等。其中，g
‑
C3N4因其合适的光电性能(2.7eV带隙)、低密度、高热稳定性、高化学稳定性和生物相容性而受到广泛关注。据报道，Ilias等人通过调节g
‑
C3N4/TiO2比值，选择性地去除有机和无机空气污染物。Qian等人将FeOOH量子点与g
‑
C3N4耦合用于可见光驱动有机污染物的光芬顿降解。然而，g
‑
C3N4的高载流子重组率、低电导率以及在大多数可见光范围内缺乏光响应是其存在的问题。
[0004]在众多调控方法中，C/N比的调节被认为是改变能带结构的有效方法，because the C or N species could extend the light
‑
responsive range of C3N4。Vinu等人证明了使用3
‑
氨基1,2,4
‑
三唑合成富氮氮化碳，提供C3N5的化学计量，导致带隙(2.2eV)显著减少。
[0005]相对较窄的带隙使得材料对可见光有着更大的吸收范围，但较高的载流子复合率的问题依然存在。因此，如何提高材料的光催化性能是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供一种氢氧化钴/氧化钴/P掺杂氮化碳纳米复合材料及其制备方法和应用，本专利技术制备得到的纳米复合材料具有优异的光催化降解活性，在制备光催化剂或降解有机污染物方面具有广阔的前景。
[0007]为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008]一种CoOOH
·
CoOx/P
‑
C3N5纳米复合材料的制备方法，将合成的P掺杂的g
‑
C3N5加入至钴盐溶液中，碱性条件下反应得到反应产物，将产物干燥后退火，得到CoOOH
·
CoOx/P
‑
C3N5纳米复合材料。
[0009]进一步地，P掺杂的g
‑
C3N5的制备方法如下：
[0010]将3
‑
氨基
‑
1,2,4
‑
三唑和磷酸氢二铵混合后，加热至500～800℃煅烧3～5h，再冷却至室温即可。
[0011]进一步地，3
‑
氨基
‑
1,2,4
‑
三唑和磷酸氢二铵的质量比为10～20:0.5～1。
[0012]进一步地，3
‑
氨基
‑
1,2,4
‑
三唑和磷酸氢二铵的质量比为20:1。
[0013]进一步地，煅烧温度为500℃。
[0014]进一步地，合成CoOOH
·
CoO
x
/P
‑
C3N5纳米复合材料的具体过程为：
[0015]将P掺杂的g
‑
C3N5分散至钴盐溶液中，然后以1～5mL/min的速率滴加氨水，并持续搅拌，滴加完成后于70～100℃干燥24h，干燥结束后置于保护气体氛围，400～600℃的环境中退火即可。
[0016]进一步地，P掺杂的g
‑
C3N5在钴盐溶液中的终浓度为0.01～0.5g/mL。
[0017]进一步地，钴盐溶液的浓度为0.1～0.5mol/L。
[0018]进一步地，钴盐为硫酸钴。
[0019]上述方法制备得到的CoOOH
·
CoOx/P
‑
C3N5纳米复合材料。
[0020]上述CoOOH
·
CoOx/P
‑
C3N5纳米复合材料在制备光催化剂中的应用。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术通过热聚合法合成了磷掺杂C3N5，通过P来控制Co与C3N5的结合位点，成功制备了CoOOH
·
CoO
x
/P
‑
C3N5纳米复合材料。制备得到的CoOOH
·
CoO
x
/P
‑
C3N5纳米复合材料有良好的盐酸四环素降解光催化活性，相比C3N5提高25倍。表明制备得到的CoOOH
·
CoO
x
/P
‑
C3N5纳米复合材料在光催化降解有机污染物方面具有广阔的应用前景。
附图说明
[0023]图1为SEM检测图；
[0024]图2为CoOOH
·
CoO
x
/P
‑
C3N5的SEM元素分析映射测试图；
[0025]图3为TEM检测图；
[0026]图4为CoOOH
·
CoO
x
/P
‑
C3N5的TEM元素分析映射测试图；
[0027]图5为C3N5,P
‑
C3N5、CoOOH
·
CoO
x
和CoOOH
·
CoO
x
/P
‑
C3N5的2h光催化降解率图。
具体实施方式
[0028]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0029]实施例1
[0030]一种CoOOH
·
CoOx/P
‑
C3N5纳米复合材料的制备方法，其制备方法如下：
[0031](1)合成磷掺杂的g
‑
C3N5[0032]将3
‑
氨基
‑
1,2,4
‑
三唑和磷酸氢二铵以质量比为20:1的比例混合后，加热至500℃煅烧3h，再冷却至室温即可；
[0033](本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢氧化钴/氧化钴/P掺杂氮化碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，将合成的P掺杂的g
‑
C3N5加入至钴盐溶液中，碱性条件下反应得到反应产物，将产物干燥后退火，得到CoOOH
·
CoO
x
/P
‑
C3N5纳米复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述P掺杂的g
‑
C3N5的制备方法如下：将3
‑
氨基
‑
1,2,4
‑
三唑和磷酸氢二铵混合后，加热至500～800℃煅烧3～5h，再冷却至室温即可。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述3
‑
氨基
‑
1,2,4
‑
三唑和磷酸氢二铵的质量比为10～20:0.5～1。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧温度为500℃。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，合成CoOOH
·
C...

【专利技术属性】
技术研发人员：景江，王冠龙，刘耀琦，罗凌志，何思雨，蒋婷婷，范天斌，朱星宇，向冬梅，邱梦靖，黄作军，杨慧芳，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：