本發明涉及一鍋法原位合成碳/石墨相氮化碳光催化劑的方法及其所制得的產品。
背景技術：
近幾年來，石墨相氮化碳因其具有合適的禁帶寬度、優越的熱穩定性和化學穩定性以及可見光的相應性而得到廣泛重視，在光催化降解有機污染物、能量轉化、光催化制氫等領域有潛在的應用前景。然而，純石墨相氮化碳的光催化性能受到光生載流子復合率高、對可見光吸收效率差等因素的制約，限制了其在光催化領域的廣泛應用。為了提高石墨相氮化碳的光催化性能，許多方法用來延長光生載流子的壽命、增強光的吸收率，其中，與其碳材料復合是常用方法之一。目前，已見報道的方法主要有：（1）采用吸附方法將富勒烯吸附在石墨相氮化碳的表面，（2）采用浸漬和化學還原法將氧化石墨烯與石墨相氮化碳進行復合。上述制備碳/石墨相氮化碳復合材料的方法或者是在原有碳材料的表面上通過物理吸附與石墨相氮化碳復合，或者是先在石墨相氮化碳表面上先載入氰胺、二聚氰胺、三聚氰胺等前驅體，再經高溫焙燒得到碳/石墨相氮化碳復合材料。本發明所采用的方法為：先將二聚氰胺或三聚氰胺按比例與甲醛混合，在一定ph、溫度、時間下反應，得到甲醛改性二聚氰胺或甲醛改性三聚氰胺，再將甲醛改性二聚氰胺或甲醛改性三聚氰胺在空氣氛圍中焙燒，一鍋法原位合成出得到碳/石墨相氮化碳光催化劑。
技術實現要素：
本發明的目的在于合成了甲醛改性二聚氰胺或甲醛改性三聚氰胺，并將甲醛改性二聚氰胺或甲醛改性三聚氰胺焙燒制備了碳/石墨相氮化碳光催化劑。
本發明的目的可以通過如下措施來達到：
（1）將二聚氰胺或三聚氰胺、甲醛按一定比例加入到圓底燒瓶中，調節ph至8～9，加熱至70～74℃攪拌反應5～9h，將得到的反應混合物經70℃烘干后得到甲醛改性二聚氰胺或甲醛改性三聚氰胺；
（2）將甲醛改性二聚氰胺或甲醛改性三聚氰胺置于馬弗爐中，在空氣氛圍中，以18℃/min的升溫速率加熱至500～550℃，于該溫度下焙燒4～6h，得到碳/石墨相氮化碳光催化劑。
本發明與已有技術相比具有如下優點：
采用一鍋法原位制備碳/石墨相氮化碳光催化劑，能對效降低光生電子與空穴的復合率，增強太陽光的利用率，提高光催化性能。本發明合成工藝簡單、成本低廉，具有實際應用前景。
本發明的目的還可通過如下具體措施來實現：
實施例1：
于圓底燒瓶中加入50克二聚氰胺和22.3毫升甲醛，用氫氧化鈉溶液調整反應混合物的ph值為8。在水浴鍋中70℃恒溫攪拌反應5小時，反應結束之后，將反應混合物于70℃下烘干，得到甲醛改性二聚氰胺。將得到的甲醛改性二聚氰胺于馬弗爐中以18℃/min的升溫速率加熱至500℃，空氣氛圍中焙燒6h,得到碳/石墨相氮化碳光催化劑。
實施例2：
于圓底燒瓶中加入50克二聚氰胺、2.7毫升甲醛，用氫氧化鈉溶液調整反應混合物的ph值為9。在水浴鍋中74℃恒溫攪拌反應9小時，反應結束之后，將反應混合物于70℃下烘干，得到甲醛改性二聚氰胺。將得到的甲醛改性二聚氰胺于馬弗爐中以18℃/min的升溫速率加熱至550℃，空氣氛圍中焙燒4h,得到碳/石墨相氮化碳光催化劑。
實施例3：
于圓底燒瓶中加入74.9克三聚氰胺和22.3毫升甲醛，用氫氧化鈉溶液調整反應混合物的ph值為8。在水浴鍋中70℃恒溫攪拌反應5小時，反應結束之后，將反應混合物于70℃下烘干，得到甲醛改性三聚氰胺。于馬弗爐中以18℃/min的升溫速率加熱至500℃，空氣氛圍中焙燒6h,得到碳/石墨相氮化碳光催化劑。
實施例4：
于圓底燒瓶中加入74.9克三聚氰胺、2.7毫升甲醛，用氫氧化鈉溶液調整反應混合物的ph值為9。在水浴鍋中74℃恒溫攪拌反應9小時，反應結束之后，將反應混合物于70℃下烘干，得到甲醛改性三聚氰胺樹脂。將得到的甲醛改性三聚氰胺于馬弗爐中以18℃/min的升溫速率加熱至550℃，空氣氛圍中焙燒4h,得到碳/石墨相氮化碳光催化劑。