一种增强可见光光催化性能的三元异质结制备方法技术

本发明专利技术属于光催化剂共聚物辅助合成技术领域，公开了一种增强可见光光催化性能的三元异质结制备方法及系统，包括：采用标准油浴技术将氮化碳

【技术实现步骤摘要】
一种增强可见光光催化性能的三元异质结制备方法


[0001]本专利技术的重点是光催化剂共聚物辅助合成
，具体涉及制备表现出改善可见光光催化性能的三元异质结
。
三元异质结指的是将三种不同的材料或成分结合起来，形成一个复合结构
。
通过利用共聚物辅助合成，该方法和系统旨在提高可见光照耀下的光催化反应效率
。
本专利技术提出了一种新的方法来优化三元异质结的组成和结构，从而提高光催化活性，应用于可再生能源发电或环境修复
。

技术介绍

[0002]用于可再生能源的光催化方面的现有技术有几个缺点
。
其中包括转换太阳能的效率低，对特定波长的光的反应范围有限，不稳定和活性随时间的推移而降低，某些光催化材料的成本高且供应有限，在所需反应中的选择性和特异性低，以及催化剂设计和优化方面的挑战
。
克服这些限制需要研究和创新，以开发更高效
、
稳定
、
具有成本效益和选择性的光催化材料，这些材料可以利用更广泛的太阳辐射光谱并具有持续的活性
。
解决这些缺陷对于推进光催化在可再生能源转换中的实际应用至关重要
。
[0003]现有的光催化技术主要存在以下几个缺陷：
[0004]1)
能量转换效率低：目前的光催化技术中，能量转换效率较低，仅能够利用太阳光谱中的一小部分
。
这是因为许多光催化材料只能吸收特定波长的光，而太阳光谱是一个广泛的波长范围
。
[0005]2)
反应范围有限：许多光催化材料只能在狭窄的光谱范围内工作，这限制了其在可再生能源转换中的应用
。
此外，光催化材料的反应范围有时也会受到溶剂和环境条件的影响
。
[0006]3)
不稳定和活性下降：一些光催化材料存在不稳定性和活性随时间的推移而降低的问题
。
这可能是由于材料的结构或表面缺陷的变化所导致的
。
[0007]4)
成本高且供应有限：一些光催化材料的成本较高，且供应量有限
。
例如，稀有金属和半导体材料的价格较高，这限制了它们在大规模应用中的使用
。
[0008]5)
选择性和特异性低：光催化材料的选择性和特异性往往较低，这意味着它们对于不同的反应可能会产生多种产物，这可能会降低其实际应用的效果
。
[0009]6)
催化剂设计和优化方面的挑战：催化剂的设计和优化是光催化材料研究中的一个挑战
。
有时候，催化剂的性能受到其结构和形貌的影响，这使得对催化剂的设计和优化变得更加困难
。
[0010]针对这些缺陷，目前的研究主要集中在开发更高效
、
稳定
、
具有成本效益和选择性的光催化材料，以利用更广泛的太阳辐射光谱并具有持续的活性
。
同时，研究人员也在探索新的催化剂设计和优化方法，以克服光催化材料中存在的问题
。

技术实现思路

[0011]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种增强可见光光催化性能的三元异质
结制备方法及系统
。
[0012]本专利技术是这样实现的，一种增强可见光光催化性能的三元异质结制备方法，所述增强可见光光催化性能的三元异质结制备方法包括：
[0013]步骤一，采用标准油浴技术将氮化碳
(CN)
与有机2，6‑
二氨基萘
(DAN)
单体共聚，制备
CN
和
CN/DAN
样品；
[0014]步骤二，通过吡咯单体与
FeCl3
氧化剂浸渍制备聚吡咯
(PPy)
；
[0015]步骤三，采用湿化学工艺合成
CN/DAN/PPy
复合材料
。
[0016]进一步，所述步骤一，具体包括：
[0017](1)
将
10g
尿素分别取入
20ml
蒸馏水中并用
10mg DAN
单体处理；
[0018](2)
将主溶液放入油浴系统中，在
90℃
下连续搅拌
24
小时；
[0019](3)
水分蒸发后，将白色固体残渣干燥成细块并转移到坩埚中，并在
550℃
的空气炉中退火4小时；
[0020](4)
煅烧后，将最终产品研磨，并用乙醇，丙酮和蒸馏水洗涤数次，并命名为
CN/DA
；
[0021](5)
纯
CN
在未整合
DAN
单体的情况下以相同的程序合成，并被命名为
CN。
[0022]进一步，所述步骤二，具体包括：
[0023](1)
将
0.5g
十六烷基三甲基溴化铵
(CTAB)
在
40ml
蒸馏水中超声处理1小时，然后在剧烈搅拌下加入
2ml
吡咯单体；
[0024](2)
将
0.7gFeCl3
氧化剂溶解在
7ml
蒸馏水中，并滴加到亲本溶液中，允许混合物搅拌以完成单体和氧化剂之间的共聚过程，这将改变母体溶液颜色的黑色变化；
[0025](3)
将所得产物用蒸馏水和乙醇洗涤数次，离心，最后在
80℃
的真空烘箱中干燥
。
[0026]进一步，所述步骤三，具体包括：
[0027](1)
通过连续搅拌将
CN/DAN
样品溶解在乙醇溶液中，以得到澄清的溶液；
[0028](2)
将
PPy
加入到主溶液中，在冰浴系统中超声处理数小时；
[0029](3)
溶液用丙酮和蒸馏水洗涤，离心，并在烘箱中干燥以备进一步使用
。
[0030]进一步，所述
(1)
中
CN/DAN
样品为
1g。
[0031]进一步，所述
(2)
中
PPy
的重量为1％
。
[0032]本专利技术的另一目的在于提供一种增强可见光光催化性能的三元异质结制备方法，所述制备方法包括：
[0033]步骤一：制备
CN
和
CN/DAN
样品；
[0034]步骤二：制备聚吡咯
(PPy)
；
[0035]步骤三：合成
CN/DAN/PPy
复合材料
。
[0036]进一步，步骤一：制备
CN
和
CN/DAN
样品具体包括：
[0037]将氮化碳
(C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种增强可见光光催化性能的三元异质结制备方法，其特征在于，包括：步骤一，采用标准油浴技术将氮化碳
(CN)
与有机2，6‑
二氨基萘
(DAN)
单体共聚，制备
CN
和
CN/DAN
样品；步骤二，通过吡咯单体与
FeCl3
氧化剂浸渍制备聚吡咯
(PPy)
；步骤三，采用湿化学工艺合成
CN/DAN/PPy
复合材料
。2.
根据权利要求1所述的增强可见光光催化性能的三元异质结制备方法，其特征在于，所述步骤一，包括：
(1)
将
10g
尿素分别取入
20ml
蒸馏水中并用
10mg DAN
单体处理；
(2)
将主溶液放入油浴系统中，在
90℃
下连续搅拌
24
小时；
(3)
水分蒸发后，将白色固体残渣干燥成细块并转移到坩埚中，并在
550℃
的空气炉中退火4小时；
(4)
煅烧后，将最终产品研磨，并用乙醇，丙酮和蒸馏水洗涤数次，并命名为
CN/DA
；
(5)
纯
CN
在未整合
DAN
单体的情况下以相同的程序合成，并被命名为
CN。3.
根据权利要求1所述的增强可见光光催化性能的三元异质结制备方法，其特征在于，所述步骤二，具体包括：
(1)
将
0.5g
十六烷基三甲基溴化铵
(CTAB)
在
40ml
蒸馏水中超声处理1小时，然后在剧烈搅拌下加入
2ml
吡咯单体；
(2)
将
0.7gFeCl3
氧化剂溶解在
7ml
蒸馏水中，并滴加到亲本溶液中，允许混合物搅拌以完成单体和氧化剂之间的共聚过程，这将改变母体溶液颜色的黑色变化；
(3)
将所得产物用蒸馏水和乙醇洗涤数次，离心，最后在
80℃
的真空烘箱中干燥
。4.
根据权利要求1所述的增强可见光光催化性能的三元异质结制备方法，其特征在于，所述步骤三，具体包括：
(1)
通过连续搅拌将
CN/DAN
样品溶解在乙醇溶液中，以得到澄清的溶液；
(2)
将
PPy
加入到主溶液中，在冰浴系统中超声处理数小时；
(3)
溶液用丙酮和蒸馏水洗涤，离心，并在烘箱中干燥以备进一步使用
。5.
根据权利要求4所述的增强可见光光催化性能的三元异质结制备方法，其特征在于，所述
(1)
中
CN/DAN
样品为
1g。6.
根据权利要求4所述的增强可见光光催化性能的三元异质结制备方法，其特征在于，所述
(2)
中
PPy
的重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德索海尔，阿西夫，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：