C /min，保溫4小 時(shí)后自然冷卻，所得粉末即為非金屬液相B摻雜修飾的g-C3N4光催化劑，記為CNPB-1。取該 催化劑50mg，90ml的去離子水，10ml (10vol. % )的三乙醇胺做犧牲劑，4mg氯鉬酸（3wt. % 的Pt)作助催化劑，共加入到反應(yīng)器中，使用自帶420nm濾光片的300WXe燈作為可見光源， 采用氣相色譜檢測法在泊菲萊密閉的玻璃循環(huán)產(chǎn)氫系統(tǒng)中進(jìn)行光催化產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)，測得產(chǎn)氫 量曲線如圖7中的CNPB-1線。
[0029] 實(shí)施例2:
[0030] 準(zhǔn)確稱取2g的g-C3N4置于200ml的蒸餾水中超聲lh后，繼續(xù)攪拌12h，使其充分 混合，得g-C3N4懸浮液。準(zhǔn)確稱取0. 2g的PEI加入到上述g-C 3N4懸浮液中，攪拌2h，離心并 傾倒上層清液后加一定量的水至200ml，并充分?jǐn)嚢瑁肅NP溶液。取20ml的CNP溶液，將 50ml配置好的lmg/ml的四苯硼鈉溶液逐滴滴入上述所取溶液中，攪拌2h后離心，將所得固 體在60°C的溫度下干燥12個(gè)小時(shí)，既得前驅(qū)體。將干燥后的前驅(qū)體研磨均勻后置于坩堝 中，后置于馬弗爐爐中在空氣氣氛煅燒，煅燒溫度為520°C，升溫速率為1°C /min，保溫4小 時(shí)后自然冷卻，所得粉末即為非金屬液相B摻雜修飾的g-C3N4光催化劑，記為CNPB-2。取該 催化劑50mg，90ml的去離子水，10ml (10vol. % )的三乙醇胺做犧牲劑，4mg氯鉬酸（3wt. % 的Pt)作助催化劑，共加入到反應(yīng)器中，使用自帶420nm濾光片的300WXe燈作為可見光源， 采用氣相色譜檢測法在泊菲萊密閉的玻璃循環(huán)產(chǎn)氫系統(tǒng)中進(jìn)行光催化產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)，測得產(chǎn)氫 量曲線如圖7中的CNPB-2線。
[0031] 實(shí)施例3:
[0032] 準(zhǔn)確稱取2g的g-C3N4置于200ml的蒸餾水中超聲2h后，繼續(xù)攪拌24h，使其充分 混合，得g -C3N4懸浮液。準(zhǔn)確稱取0. 2g的PEI加入到上述g-C 3N4懸浮液中，攪拌3h，離心并 傾倒上層清液后加一定量的水至200ml，并充分?jǐn)嚢?，得CNP溶液。取20ml的CNP溶液，將 70ml配置好的lmg/ml的四苯硼鈉溶液逐滴滴入上述所取溶液中，攪拌2h后離心，將所得 固體在80°C的溫度下干燥8個(gè)小時(shí)，既得前驅(qū)體。將干燥后的前驅(qū)體研磨均勻后置于坩堝 中，后置于馬弗爐爐中在空氣氣氛煅燒，煅燒溫度為500°C，升溫速率為1°C /min，保溫4小 時(shí)后自然冷卻，所得粉末即為非金屬液相B摻雜修飾的g-C3N4光催化劑，記為CNPB-3。取該 催化劑50mg，90ml的去離子水，10ml (10vol. % )的三乙醇胺做犧牲劑，4mg氯鉬酸（3wt. % 的Pt)作助催化劑，共加入到反應(yīng)器中，使用自帶420nm濾光片的300WXe燈作為可見光源， 采用氣相色譜檢測法在泊菲萊密閉的玻璃循環(huán)產(chǎn)氫系統(tǒng)中進(jìn)行光催化產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)，測得產(chǎn)氫 量曲線如圖7中的CNPB-3線。
[0033] 實(shí)施例4:
[0034] 準(zhǔn)確稱取2g的g-C3N4置于200ml的蒸餾水中超聲2h后，繼續(xù)攪拌24h，使其充分 混合，得g -C3N4懸浮液。準(zhǔn)確稱取0. 2g的PEI加入到上述g-C 3N4懸浮液中，攪拌3h，離心并 傾倒上層清液后加一定量的水至200ml，并充分?jǐn)嚢瑁肅NP溶液。取20ml的CNP溶液，將 110ml配置好的lmg/ml的四苯硼鈉溶液逐滴滴入上述所取溶液中，攪拌3h后離心，將所得 固體在80°C的溫度下干燥12個(gè)小時(shí)，既得前驅(qū)體。將干燥后的前驅(qū)體研磨均勻后置于坩堝 中，后置于馬弗爐爐中在空氣氣氛煅燒，煅燒溫度為500°C，升溫速率為5°C /min，保溫4小 時(shí)后自然冷卻，所得粉末即為非金屬液相B摻雜修飾的g-C3N4光催化劑，記為CNPB-4。取該 催化劑50mg，90ml的去離子水，10ml (10vol. % )的三乙醇胺做犧牲劑，4mg氯鉬酸（3wt. % 的Pt)作助催化劑，共加入到反應(yīng)器中，使用自帶420nm濾光片的300WXe燈作為可見光源， 采用氣相色譜檢測法在泊菲萊密閉的玻璃循環(huán)產(chǎn)氫系統(tǒng)中進(jìn)行光催化產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)，測得產(chǎn)氫 量曲線如圖7中的CNPB-4線。
[0035]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種非金屬液相摻雜制備B摻雜g-c 3N4光催化劑的方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1) 將一定量的g_C3N4置于蒸餾水中超聲0. 5?2h后，繼續(xù)攪拌12?24h，使其充分 混合，得g_C3N4懸浮液； (2) 將一定量的聚乙稀亞胺（Polyethyleneimine，PEI)加入到上述g-C3N4懸浮液中， 攪拌1?3h，離心并傾倒上層清液后加等量的水，并充分?jǐn)嚢?，得CNP溶液； (3) 取上述CNP溶液，將配置好的四苯硼鈉溶液逐滴滴入上述所取溶液中，并攪拌1? 3h后離心，將所得固體在60?80°C的溫度下干燥8?12個(gè)小時(shí)，既得前驅(qū)體； (4) 將干燥后的前驅(qū)體研磨均勻后置于坩堝中，后置于馬弗爐中在空氣氣氛煅燒，煅燒 溫度為500°C?520°C升溫速率為1°C /min?5°C /min，保溫4小時(shí)后自然冷卻，所得粉末 即為非金屬液相摻雜修飾得到的B摻雜g-C3N4光催化劑。
2. 按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟（1)中，所述g_C3N4由尿素在空氣中550°C 煅燒制得，煅燒升溫速率為l〇°C /min。
3. 按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟（1)中，m(g-C3N4) :v(H2O) = IOmg:1ml。
4. 按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟（2)中，m(g-C3N4) :m(PEI) = 10:1。
5. 按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，四苯硼鈉溶液的濃度為lmg/ml，四苯硼鈉溶 液：g-C3N 4比為（20-110)ml :0· 2g。
6. 按照權(quán)利要求1-5的任一方法所得B摻雜g-C 3N4的光催化劑。
7. 按照權(quán)利要求1-5的任一方法所得B摻雜g-C 3N4的光催化劑用于光催化制氫。
【專利摘要】一種非金屬液相摻雜制備B摻雜g-C3N4光催化劑的方法，屬于光催化材料產(chǎn)氫技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所制備的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料g-C3N4光催化劑是選用了廉價(jià)的化工原料尿素作為反應(yīng)物源，采用四苯硼鈉作為摻雜物源，以聚乙烯亞胺(Polyethyleneimine,PEI)為表面電荷改性劑，利用簡單易操作的熱解聚合方法成功制備。本發(fā)明提供的一種非金屬液相摻雜改性修飾的g-C3N4光催化劑具有新穎的組織結(jié)構(gòu)形貌、良好的可見光響應(yīng)(>420nm)及光催化制氫性能，促進(jìn)低成本實(shí)現(xiàn)光催化太陽能轉(zhuǎn)換新能源；本發(fā)明提供的制備方法，具有原料價(jià)廉、工藝簡便等優(yōu)點(diǎn)，具有重要的研究價(jià)值和廣泛的工業(yè)化應(yīng)用前景。
【IPC分類】C01B3-04, B01J31-06
【公開號(hào)】CN104549500
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410836957
【發(fā)明人】李永利, 張燕, 王金淑, 楊亦龍, 何迪
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月28日