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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能材料,涉及复合光催化剂,具体涉及一种v-nis2微米球附着孔状g-c3n4复合光催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、太阳能是一种绿色能源,取之不尽,用之不竭,受到广泛关注。随着研究的不断深入,光催化技术在制氢、有机物降解及合成等领域得到广泛应用,寻找催化活性较高、成本低廉且含量丰富的光催化剂成为光催化技术大规模应用的基础。目前,以g-c3n4纳米片作为母体,开发新型的复合光催化材料是提高光催化产氢性能的重要途径,作为母体的g-c3n4纳米片在复合材料中发挥着至关重要的作用。因此,对不同制备手段所获得的纳米片进行深入的比较分析,确定他们的优缺点,对进一步开发新型的复合光催化材料具有重要意义。在g-c3n4半导体可见光光催化产氢研究中,需用共催化剂进一步提高样品的催化活性。迄今为止,一般共催化剂都是些稀有且昂贵的金属,成本较高。因此开发含量丰富、廉价的共催化剂来提高g-c3n4的光催化活性具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本专利技术的目的在于提供一种制备条件简单易控、生产成本低的v-nis2微米球附着孔状g-c3n4复合光催化剂及其制备方法,制备出结构稳定、产氢效率高的v-nis2微米球附着孔状g-c3n4复合光催化剂。
2、为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案予以实现:
3、一种v-nis2微米球附着孔状g-c3n4复合光催化剂的制备方法,包括以下步骤:
4、步骤一、制备孔状g-c3n4纳米片
5、步骤二、将乙酸镍、偏钒酸铵、硫脲和六甲基四铵按照(1~4):(0.5~3):(1~8):(1~5)的摩尔比进行配料混合,得到混合粉体,取0.8~2.2g混合粉体再加入60ml的去离子水,先超声45~125min,然后依次加入0.005~0.02g的聚吡咯和1~3g的步骤一制备的孔状g-c3n4纳米片,充分搅拌,然后将混合液迅速倒入100ml的反应釜内衬中;
6、步骤三、将反应釜密封后放入烘箱内,于140~200℃保温12~24h,待烘箱内温度降至室温后取出反应釜冷却,进行离心、洗剂、干燥,然后研钵得到v-nis2/g-c3n4光催化剂。
7、本专利技术还具有以下技术特征:
8、优选的,步骤一中所述的孔状g-c3n4纳米片的制备方法包括:
9、s1、将10~15g尿素放入白色瓷舟中,置于马弗炉内,在惰性气体保护下,以4~10℃/min升温速度升温至450~650℃,保温3~6h进行一次煅烧;
10、s2、待样品随炉降至室温,再对其进行二次煅烧,升温速率为2~8℃/min,煅烧温度为150~400℃,保温1~4h;
11、s3、二次煅烧后样品随炉自然冷却并研磨,得到黄色粉体,即孔状g-c3n4纳米片。
12、进一步的,s3中所述的研磨为在研钵中研磨30~90min。
13、优选的,步骤二中所述的充分搅拌为置于磁力搅拌器上搅拌120~720min。
14、优选的,步骤三中所述的洗剂为用去离子水和无水乙醇分别洗涤3~5遍。
15、优选的,步骤三中所述的干燥为放入真空干燥箱中80℃干燥8~26h。
16、本专利技术还保护一种如上所述的方法制备的v-nis2微米球附着孔状g-c3n4复合光催化剂,v-nis2呈纳米片组成的微米球状结构,其表面均匀附着有孔状g-c3n4。
17、本专利技术与现有技术相比,具有如下技术效果:
18、本专利技术采用一步水热法,先将镍源、钒源和氮化碳先混合,再一步水热得到复合光催化材料,制备条件简单易控,生产成本较低,易于产业化生产;所采用的g-c3n4制备方法使g-c3n4形成了具有孔状结构的纳米片,此结构可用来增强g-c3n4光催化剂的活性位点的暴露,增大表面反应效率,有效地促进光生电荷的分离和传输,从而提高效率;所采用的制备方法使v-nis2形成了纳米片组成的微米球状结构,此结构可用来增强v-nis2/g-c3n4复合光催化剂的可见光吸收能力,有效地促进光生电荷的分离,增加其比表面积和光催化产氢时的活性位点,从而有效地提高产氢效率;
19、本专利技术所提出的制备v-nis2/g-c3n4的方法,在合成v-nis2的过程中加入了氮化碳,促使二者有效结合,增强其异质结的稳定,可以加快光生电荷在材料间的有效传递,从而达到高效产氢的目的,并且只采用水热法,合成温度较低,不会破坏g-c3n4样品原来的形貌和结构。
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1.一种V-NiS2微米球附着孔状g-C3N4复合光催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的V-NiS2微米球附着孔状g-C3N4复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤一中所述的孔状g-C3N4纳米片的制备方法包括:
3.如权利要求2所述的V-NiS2微米球附着孔状g-C3N4复合光催化剂的制备方法,其特征在于,S3中所述的研磨为在研钵中研磨30~90min。
4.如权利要求1所述的V-NiS2微米球附着孔状g-C3N4复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤二中所述的充分搅拌为置于磁力搅拌器上搅拌120~720min。
5.如权利要求1所述的V-NiS2微米球附着孔状g-C3N4复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤三中所述的洗剂为用去离子水和无水乙醇分别洗涤3~5遍。
6.如权利要求1所述的V-NiS2微米球附着孔状g-C3N4复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤三中所述的干燥为放入真空干燥箱中80℃干燥8~26h。
7.一种如权利要求1至6中任一项所述的方法制备的V-
...【技术特征摘要】
1.一种v-nis2微米球附着孔状g-c3n4复合光催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的v-nis2微米球附着孔状g-c3n4复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤一中所述的孔状g-c3n4纳米片的制备方法包括:
3.如权利要求2所述的v-nis2微米球附着孔状g-c3n4复合光催化剂的制备方法,其特征在于,s3中所述的研磨为在研钵中研磨30~90min。
4.如权利要求1所述的v-nis2微米球附着孔状g-c3n4复合光催化剂的制备方法,其特征在于,步骤二中所述的充分搅拌为置于磁力搅拌器...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄剑锋,陈倩,曹丽云,冯亮亮,冯永强,李锦涵,刘瑞,张雅琳,
申请(专利权)人:陕西科技大学,
类型:发明
国别省市:
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