【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光催化材料，具体为一种由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂及制备方法和应用。
技术介绍
1、过氧化氢(h2o2)是一种很有潜力的能量载体，且作为一种环保型氧化剂广泛运用于有机合成、饮用水处理、废水处理等工业和医疗卫生领域；随着对环境保护要求的提升，预计h2o2的需求量将大幅增加。传统的蒽醌法(aq)制备h2o2的工艺流程繁琐和存在有机物污染环境的现象。以o2和h2o为原料、太阳能为能源、半导体为光催化剂的光催化生产h2o2是一个绿色化学过程，具有反应条件温和、操作简单可控和无二次污染等优点。近年来，光催化生产h2o2引起了人们的广泛关注。
2、氮化碳是高分子非金属聚合物的n型半导体光催化剂，其合成工艺简单，原料廉价易得；氮化碳的带隙约为2.7ev，对应的光吸收截止波长为460nm，是可吸收可见光的潜在光催化剂。其cb底电位为-1.3vvs.nhe比o2还原电位更低，vb顶电位为1.4vvs.nhe，低于h2o2的氧化电位，因而可以有效阻止h2o2的氧化分解。然而暴露活性位点少、载流子分离速率慢以及可见光利用率不高等问题，严重限制了氮化碳的光催化生产h2o2的性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂及制备方法和应用，该催化剂具有丰富的边缘活性位点、更宽的光吸收范围以及更短的光生电子转移路径，从而降低了光生载流子的复合效率，提高其光催化活性，以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技
3、进一步的，一种由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂，包括以下制备步骤：
4、(1)将三聚氰胺与苯代三聚氰胺置于去离子水中常温磁力搅拌分散，得到混合分散液；
5、(2)将混合分散液转移至水热反应釜中进行反应；将所得的反应产物静置后离心分离、洗涤、干燥，得到超分子中间体；
6、(3)在坩埚里面加入超分子中间体，随后放入马弗炉中在以一定的升温速度加热到一定温度，再保温一定时间，得由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂。
7、进一步的，步骤(1)所述三聚氰胺、苯代三聚氰胺、去离子水的质量比为1:1:30～3:3:60，所述搅拌时间为30～90min。
8、进一步的，步骤(2)所述反应温度为140～220℃，所述反应时间为8～16h。
9、进一步的，步骤(3)所述超分子中间体的质量为0.5～2g，煅烧温度为350～500℃，升温速度为1～4℃/min，所述煅烧温度保持时间为2～5h。
10、进一步的，其特征在于，所述由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂于可见光条件下用在纯水中光催化h2o2生产。
11、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
12、原料简单易得，操作简单，重复性好，可控性强。在反应中，只使用三聚氰胺和苯代三聚氰胺两种药品，且仅以水作为溶剂，绿色环保，其中三聚氰胺与苯代三聚氰胺结合形成晶核，外延生长，而三聚氰胺与苯代三聚氰胺形成共轭平面结构，以此为骨架，经过热处理形成纳米片状，同时受具有苯环取代基的苯代三聚氰胺边缘位苯环的存在以及其存在的空间位阻效应的影响，以中心为核，纳米片组装形成花状结构，相较于普通氮化碳，由纳米片组装的氮化碳纳米花减弱电子层相互作用和层间范德华力，使其具有更宽的光吸收范围、更多的边缘活性位点以及更短的电子转移路径，光生载流子在复合前发生转移，有效地促进光催化物质的生成，从而提升光催化性能。在可见光条件下，在纯水中能够高效稳定的生成h2o2。
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1.一种由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂，其特征在于，包括以下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的一种由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述三聚氰胺、苯代三聚氰胺、去离子水的质量比为1:1:30～3:3:60，所述搅拌时间为30～90min。
3.根据权利要求1所述的一种由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述反应温度为140～220℃，所述反应时间为8～16h。
4.根据权利要求1所述的一种由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述超分子中间体的质量为0.5～2g，煅烧温度为350～500℃，升温速度为1～4℃/min，所述煅烧温度保持时间为2～5h。
5.根据权利要求1～4任一所述方法制备的由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂的用途，其特征在于，所述由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂于可见光条件下用在纯水中光催化H2O2生产。
【技术特征摘要】
1.一种由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂，其特征在于，包括以下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的一种由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述三聚氰胺、苯代三聚氰胺、去离子水的质量比为1:1:30～3:3:60，所述搅拌时间为30～90min。
3.根据权利要求1所述的一种由纳米片组装的氮化碳纳米花光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述反应温度为140～220℃，所述反应时...
【专利技术属性】
技术研发人员：许晖，孙培培，莫曌，宋艳华，陈志刚，钟康，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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