g-C3N4-MoS2光催化材料及其制备方法及过氧化氢的制备方法技术

技术编号：40102005 阅读：28 留言：0更新日期：2024-01-23 17:50

一种g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;‑MoS<subgt;2</subgt;复合光催化材料的制备方法，包括：提供g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;；将g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;与碱混合，g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;与碱的质量比为1：(0.015～0.75)，在惰性气体氛围下且在480℃～600℃的温度下进行煅烧，得到改性的g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;；将MoS<subgt;2</subgt;、改性的g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;、有机溶剂混合得到混合溶液；将混合溶液烘干，然后在惰性气体氛围下且在480℃～600℃的温度下进行煅烧、冷却、研磨。本申请还提供采用上述制备方法制得的g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;‑MoS<subgt;2</subgt;复合光催化材料和制备过氧化氢的方法。该制备方法工艺流程简单，降低过氧化氢制备成本，在环保领域具有潜在应用价值。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种g-c3n4-mos2复合光催化材料及其制备方法、以及利用该g-c3n4-mos2复合光催化材料制备过氧化氢的方法。

技术介绍

1、过氧化氢在医药、工业、食品和环境等领域有广泛的应用，是一种很好的环境氧化剂。目前过氧化氢的主要生产方法是蒽醌法，但是蒽醌法的生产工艺复杂，并且会对环境造成严重污染，因此采用绿色高效的方法生成过氧化氢至关重要。

2、光催化作为新兴学科，在许多方面都有很强的应用价值与发展前景。在众多的光催化技术应用中，利用光催化产生过氧化氢，是一种可解决环境污染问题同时利用可再生能源太阳能的可行性技术。光催化产生过氧化氢的原理是：将太阳能直接作为能源，利用光能激发催化剂产生电子和空穴，氧气与转移到催化剂表面的电子和空穴发生反应，生成过氧化氢。这种方法不需要氢气、氧气直接接触，反应条件比较温和，安全性高。类石墨相氮化碳(g-c3n4)是应用比较广泛的光催化剂，具有良好的化学稳定性，其结构中的c、n原子与sp2杂化形成高度离域的π共轭体系，被认为是具有应用潜力的光催化剂。但是因为g-c3n4光催化剂的宽带隙、吸收范围低、电子和空穴复合速率快，导致可见光吸收能力差，光催化产生的过氧化氢少，进一步限制了其应用。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请第一方面提供一种g-c3n4-mos2复合光催化材料的制备方法，其包括：

2、提供g-c3n4；

3、将所述g-c3n4与碱按一定配比混合，其中所述g-c3n4与所述碱的质量比为1：(0.0

4、将mos2、改性的g-c3n4、有机溶剂混合得到混合溶液，其中所述改性的g-c3n4与所述mos2的质量比为1：(0.002～0.15)；

5、将所述混合溶液烘干，然后在惰性气体氛围下且在480℃～600℃的温度下进行煅烧、冷却、研磨得到g-c3n4-mos2复合光催化材料。

6、本申请g-c3n4-mos2复合光催化材料的制备方法，工艺流程简单，通过惰性气体氛围下多次煅烧获得g-c3n4-mos2有机复合光催化材料，能够大幅降低制备成本，在环保领域具有潜在应用价值。

7、本申请第二方面提供一种g-c3n4-mos2复合光催化材料，其采用上述的制备方法得到。

8、本申请的制备方法制得的g-c3n4-mos2复合光催化材料具有较强的吸光能力、带隙窄、电子和空穴复合速率慢等优点。此外，g-c3n4-mos2复合光催化材料中，g-c3n4的空位、g-c3n4与mos2之间形成的z型异质结的协同作用，提高催化材料的吸光能力，从而进一步提升过氧化氢的产率。

9、本申请第三方面提供一种过氧化氢的制备方法，采用上述的g-c3n4-mos2复合光催化材料，在所述g-c3n4-mos2复合光催化材料中加入水相或者有机相溶剂，并配以光照。

10、采用本申请制备方法制得的g-c3n4-mos2复合光催化材料，其光催化产过氧化氢的光响应波长范围为420nm～700nm，基本对可见光区域实现了全覆盖。因此，制备过氧化氢时，可直接采用太阳光进行照射即可。由于在光催化水氧化过程中可以产生大量的质子，该催化体系具有良好的ph适应性，在较为广泛的ph范围都具有优异生成过氧化氢性能，即使在碱性条件下也能产生过氧化氢。此外，g-c3n4-mos2复合光催化材料在各种水体(自来水、湖水、河水、二沉池出水)中也能表现出稳定的光催化过氧化氢生成性能。

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【技术保护点】

1.一种g-C3N4-MoS2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的g-C3N4-MoS2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，提供g-C3N4的步骤包括：将含氮的前驱体在500℃～650℃的温度下煅烧，冷却后研磨得到g-C3N4，所述含氮的前驱体为尿素、三聚氰胺、二聚氰胺、氰胺和硫脲中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的g-C3N4-MoS2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述碱为KOH或NaOH。

4.根据权利要求1所述的g-C3N4-MoS2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶液的制备包括：将MoS2放入所述有机溶剂中超声，充分溶解，得到MoS2分散液；将改性g-C3N4放入有机溶剂中超声充分溶解，并与所述MoS2分散液混合，然后在常温下进行搅拌。

5.根据权利要求1所述的g-C3N4-MoS2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为无水乙醇、异丙醇、无水甲醇、无水乙醚中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的g-C3N4-MoS2复合光催化材料的制备方

7.根据权利要求1所述的g-C3N4-MoS2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，每一个所述煅烧步骤均以2℃/min～10℃/min的升温速率升温至煅烧温度。

8.一种g-C3N4-MoS2复合光催化材料，其特征在于，所述g-C3N4-MoS2复合光催化材料采用如权利要求1至7中任一项所述的制备方法得到。

9.一种过氧化氢的制备方法，其特征在于，采用如权利要求8所述的g-C3N4-MoS2复合光催化材料，在所述g-C3N4-MoS2复合光催化材料中加入水相或者有机相溶剂，并配以光照。

10.根据权利要求9所述的制备过氧化氢的方法，其特征在于，所述光照采用的光的波长范围为420nm～700nm。

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【技术特征摘要】

1.一种g-c3n4-mos2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的g-c3n4-mos2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，提供g-c3n4的步骤包括：将含氮的前驱体在500℃～650℃的温度下煅烧，冷却后研磨得到g-c3n4，所述含氮的前驱体为尿素、三聚氰胺、二聚氰胺、氰胺和硫脲中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的g-c3n4-mos2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述碱为koh或naoh。

4.根据权利要求1所述的g-c3n4-mos2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶液的制备包括：将mos2放入所述有机溶剂中超声，充分溶解，得到mos2分散液；将改性g-c3n4放入有机溶剂中超声充分溶解，并与所述mos2分散液混合，然后在常温下进行搅拌。

5.根据权利要求1所述的g-c3n4-mos2复合光催化材料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为无水乙醇、异丙醇、无水甲醇、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨，江宗霖，齐飞，王振北，刘亚涛，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：

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