一种铁掺杂氮化碳光催化剂合成方法.pdf

本发明涉及一种新型光催化材料的合成方法，属于无机光催化材料领域。这种光催化材料包括铁掺杂氮化碳。本发明制备的光催化材料在到400‑800nm波长范围内具有光催化活性，能够在可见光或自然光辐射下光催化氧化降解污染物，且具有较好的稳定性。

1.铁掺杂氮化碳光催化剂，其特征在于包括如下合成步骤：
氮化碳的合成如下，将一定量的尿素放入柑锅中，盖上盖子，550℃焙烧3小时，得到的
淡黄色粉末备用，一定量的硫酸亚铁铵溶解在蒸馏水中，搅拌一段时间后，加入一定量的氮
化碳淡黄色粉末，持续搅拌一定时间后，将产生的沉淀用去离子水洗净，烘干获得铁掺杂氮
化碳光催化材料。
2.根据权利1要求的光催化剂，其特征在于在可见光的辐射下能够降解甲基橙有机染
料。

一种铁掺杂氮化碳光催化剂合成方法

技术领域

本发明涉及一种新型光催化材料。

本发明还涉及上述催化剂的制备方法。

本发明还涉及上述催化剂的应用。

背景技术

氮化碳已经被发现具有易大量合成、高的稳定性、强的光吸收性能和电子导体等
优点，是近几年来光催化领域的研究热点。但是也存在有机聚合物半导体的通病，就是由于
聚合物内部存在大量的缺陷态，导致光生电子和空穴具有很高的束缚能，这会使光生电子
和空穴不能有效地分离，很容易在发生氧化还原反应前就复合而失去光催化能力。因此，如
何提高氮化碳的氧化能力是我们函待解决的问题，这个专利就是基于提高氮化碳的光催化
能力设计的光催化材料。

发明内容

本发明的意义在于开发利用氮化碳的光催化优点，通过离子掺杂达到更优的光催
化效果。这种光催化剂在可见光区能够降解有机物质，同时合成路线简便、成本较低。

本发明提供的光催化剂是铁掺杂氮化碳粒子。

本发明提供的铁掺杂氮化碳光催化剂的制备方法如下：

氮化碳的合成如下，将一定量的尿素放入柑锅中，盖上盖子，550℃焙烧3小时，得
到的淡黄色粉末备用。一定量的硫酸亚铁铵溶解在蒸馏水中，搅拌一段时间后，加入一定量
的氮化碳淡黄色粉末。持续搅拌一定时间后，将产生的沉淀用去离子水洗净，烘干获得铁掺
杂氮化碳光催化材料。

在可见光辐射下降解甲基橙的光催化活性测试具体方法和条件如下：

催化剂的光催化氧化活性是在自制的石英光催化反应器中进行的。采用300W氙灯
(λ＞420nm)为辐射光源，反应液为现配置的100mL 10mg/L的甲基橙水溶液，催化剂加入量
为0.1g。在剧烈的搅拌下每隔5min抽取4mL反应液，离心后，将上清液在463nm处测定溶液吸
光度。再根据甲基橙的浓度-吸光度标准曲线确定溶液浓度。

具体实施方案

实施方案1

取15g尿素放入干锅中盖上盖子，1℃/min，550℃焙烧3小时，得到的淡黄色氮化碳
粉末备用。称取上述制得的0.2g氮化碳粉末搅拌溶解在30mL的蒸馏水中，再加入0.070g硫
酸亚铁铵，超声分散30min，离心，80℃烘干。得到铁掺杂氮化碳光催化剂。

实施方案2

将实施方案1中的硫酸亚铁铵的质量0.070g改为0.098g，其他条件不变。

实施方案3

将实施方案1中的硫酸亚铁铵的质量0.070g改为0.140g，其他条件不变。

实施方案4

将实施方案1中的硫酸亚铁铵的质量0.070g改为0.168g，其他条件不变。

本发明所制得的光催化剂可负载于载体上，本发明不限于以上实施方案。