CN115007194B - 一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法及应用，属于光催化材料技术领域。非晶硼掺杂氮化碳的制备方法，包括以下步骤：（1）将富氮前驱体煅烧后，得到块体氮化碳；（2）将硼源和所述块体氮化碳充分研磨后，在惰性气氛下煅烧，得到所述非晶硼掺杂氮化碳。本发明通过将富氮前驱体煅烧制备成块体氮化碳材料后与硼源混合后高温煅烧，同时调节反应条件，控制原料之间的投料比、煅烧的升温速率、保温温度、反时间、研磨时间等，制备得到了光催化性能优良的非晶硼掺杂氮化碳。
Description
技术领域
本发明涉及光催化材料技术领域，特别是涉及一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法及应用。
背景技术
随着人类社会的发展，越来越便捷的社会和生活条件、高效的社会运行速度以及越来越高的工业化程度使得人类的生活水平不断提高。然而，提高生活水平需要能源作为基础，这会导致人类社会对能源的消耗速度越来越快。因此，能源问题对于整个社会发展尤为重要。石油、煤炭、天然气等作为目前人类社会主要的能源来源，是不可再生的，并且这些能源的使用会导致环境污染，因此人们现在将目光转移到了清洁环保可再生能源的研究以及其发展。太阳能作为地球能量的最主要来源，它是一种具有可再生、丰富和清洁等特点的能源。它为人类现在面临能源问题提供了明确的方向。而光催化技术因其可直接利用太阳能在室温下发生反应，例如采用光催化技术分解水制取氢气从而获得可再生、无污染的清洁能源，通过光催化降解工业废水以及光催化还原而二氧化碳变为燃料等，在能源制备和环境保护领域具有不错的应用前景。
目前研究比较多的催化剂按原子排列情况来分类，主要有三大类，结晶态催化剂，准晶态催化剂，非晶态催化剂。常见的光催化材料有很多，例如TiO2，Bi2WO6和CdS等等，它们均可在可见光下响应。氮化碳作为一种有机二维聚合物半导体，只含C、N元素，带隙为2.7eV，具有可见光活性（λ<460nm），另外，其丰富的前驱体来源以及简单的制备方法加上稳定的物理化学性质，使其受到了越来越多的关注。然而，由含氮前驱体直接热聚合获得的块体氮化碳，因其比表面积小、光生载流子复合严重和可见光响应弱等问题，导致其对太阳能的利用率很低，光催化活性不太高，因此，尝试不同改性手段来探究和构筑高效的可见光响应的光催化材料，并对光催化材料的合成方法及其光催化机理进行研究是非常重要的，也是广受众多科研工作者的关注。
目前众多传统的改性手段如调控氮化碳的形貌提高样品比表面积、元素掺杂拓展光响应范围和载流子迁移、利用异质结促进光生载流子分离抑制复合、引入贵金属纳米颗粒的局域表面等离子共振拓展光吸收范围等，应用于提高氮化碳的光催化活性的研究，已取得一定的成效。但因其光生电子和空穴对复合率高，稳定性差，导致其光催化效率还达不到实际应用要求。因此，寻找新的改性方式提高电子空穴对的分离效率和光响应范围，增强其光催化性能，依旧是近期研究的热点。
相比于传统改性手段，通过改变材料的原子排列结构使材料非晶化，同时引入元素掺杂，二者协同调控催化剂电子结构从而提升其光催化活性，是近年来的一种新型改性手段。光催化技术发展至今，国内外科研工作者关于催化剂的研究都集中在晶体材料上，并且研究发现氮化碳光催化材料（晶体材料）作为一种新型光催化剂，可以在可见光照射下降解有机污染物制取氢气，但是晶体材料具有很少的缺陷，表面活性位点较少，通常采用制造缺陷的方式来改性。而非晶材料往往被忽略，非晶材料具有大量缺陷，表面活性位点也丰富，可以提高其光催化性能，且现有技术中缺乏制备非晶硼掺杂氮化碳光催化材料的方法，并且现有技术制备出来的氮化碳光催化材料催化活性不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法及应用，以解决现有技术中存在的问题，本发明通过将富氮前驱体煅烧制备成块体氮化碳材料后与硼源混合后高温煅烧，同时调节反应条件，控制原料之间的投料比、煅烧的升温速率、保温温度、反应时间、研磨时间等，制备得到了光催化性能优良的非晶硼掺杂氮化碳，此外，本发明的制备方法操作简单，原料便宜，反应时间短，可适用于大规模生产。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明的技术方案之一：一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法，包括以下步骤：
（1）将富氮前驱体煅烧后，得到块体氮化碳；
（2）将硼源和所述块体氮化碳充分研磨后，在惰性气氛下煅烧，得到所述非晶硼掺杂氮化碳。
进一步地，所述富氮前驱体包括双氰胺、尿素、三聚氰胺、硫脲、三聚氰酸中的一种或多种。
进一步地，步骤（1）中，所述煅烧的升温速率为4~6℃/min，煅烧的温度为500~600℃，煅烧的时间为3.5~4.5h。
进一步地，所述硼源包括四硼酸钠、硼氢化钠、氧化硼、氯化硼、硼酸中的一种或多种。
进一步地，步骤（2）中，所述硼源和块体氮化碳的质量比为0.4~1:1。
进一步地，步骤（2）中，所述惰性气氛为氩气气氛。
进一步地，步骤（2）中，所述煅烧的升温速率为2~5℃/min，煅烧的温度为600~710℃，煅烧的时间为2~3h。
更进一步地，步骤（2）中，所述煅烧的升温速率为5℃/min，煅烧的温度为690℃，煅烧的时间为3h。
进一步地，所述研磨的时间为25~35min。
更进一步地，在经过步骤（2）的煅烧之后，还包括清洗和干燥的步骤；
所述清洗具体为：采用蒸馏水和无水乙醇交替清洗5~8次；
所述干燥具体为：在50~70℃条件下干燥12~48h。
本发明的技术方案之二：一种上述非晶硼掺杂氮化碳的制备方法制备的非晶硼掺杂氮化碳。
本发明的技术方案之三：一种上述非晶硼掺杂氮化碳在光催化中的应用。
本发明公开了以下技术效果：
（1）本发明通过高温煅烧的方法制备得到了非晶硼掺杂氮化碳纳米光催化材料，制备过程简单可控，有利于量产与推广。
（2）在高温的作用下，本发明的块体氮化碳会被均匀的非晶化，同时硼源的加入，会让硼原子取代氮原子，形成元素掺杂，从而形成非晶硼掺杂氮化碳纳米光催化材料。一方面非晶纳米材料常发生带尾吸收，而且一般存在大量不饱和位点和缺陷，不饱和位点有时候可称为反应的活性位点，同时一些浅陷阱可以反复捕获和释放光生电子/空穴，进而影响光生电荷的迁移时间，从而提升光催化剂的活性和稳定性。另一方面，硼元素掺杂可以调控材料电子结构，从而影响其材料的能带结构，可以拓宽材料对可见光的响应。二者协同作用可以有效解决现有块体氮化碳材料的光响应范围窄、光生电荷复合效率高和光腐蚀严重等问题。
（3）本发明制备得到的非晶硼掺杂氮化碳填补了非晶硼掺杂氮化碳光催化材料研究的空白，通过简单的高温煅烧合成方法制备了非晶硼掺杂氮化碳光催化材，并对材料制备过程中的富氮前驱体进行优选以及块体氮化碳和硼源二者重量比进行优选，还调控了不同升温速度和不同保温时间，并在反应结束后对其洗涤和干燥工艺进行优化设计，从而进一步保证能够制备出光催化产氢性能较好的非晶硼掺杂氮化碳纳米光催化材料。
（4）本发明采用了两种改性方法即材料非晶化和元素掺杂的方法，制备得到的非晶硼掺杂氮化碳，可以有效解决块体氮化碳材料比表面积小、光生载流子利用率低，可见光响应范围小等问题，进而提升了非晶硼掺杂氮化碳的光催化效率（光催化产氢效率可达到1729.9μmol/g/h）。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1、对比实施例1-1、对比实施例1-2、对比实施例1-3、对比实施例1-4制备的材料的X-射线衍射图；
图2为本发明实施例1制备的非晶硼掺杂氮化碳的扫描电镜图；
图3为本发明实施例1制备的非晶硼掺杂氮化碳的透射电镜图；
图4为本发明实施例1制备的非晶硼掺杂氮化碳的EDS谱图；
图5为本发明实施例1制备的非晶硼掺杂氮化碳和对比实施例1-1制备的氮化碳的XPS的B1S谱图；
图6为本发明实施例1、对比实施例1-1、对比实施例1-2、对比实施例1-3、对比实施例1-4制备的材料的光催化效果图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法：
（1）将4g三聚氰胺放入带盖的坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃保温4h，冷却至室温后研磨，得到块体氮化碳。
（2）将1g硼氢化钠和1g块体氮化碳放入研钵充分研磨30min，将研磨之后的粉末（淡黄色粉末）放入刚玉舟中，然后将刚玉舟置于管式炉中，在氩气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至690℃保温3h，然后冷却至室温，收集样品，用蒸馏水和无水乙醇交替清洗5次后在60℃的条件下干燥12h，得到非晶硼掺杂氮化碳（光催化材料）。
实施例2
一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法：
（1）将4g三聚氰胺放入带盖的坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃保温4h，冷却至室温后研磨，得到块体氮化碳（淡黄色粉末）。
（2）将1g硼氢化钠和1g块体氮化碳放入研钵充分研磨30min，将研磨之后的粉末放入刚玉舟中，然后将刚玉舟置于管式炉中，在氩气气氛下，以2℃/min的升温速率升温至670℃保温2h，然后冷却至室温，收集样品，用蒸馏水和无水乙醇交替清洗5次后在60℃的条件下干燥12h，得到非晶硼掺杂氮化碳（光催化材料）。
实施例3
一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法：
（1）将4g三聚氰胺放入带盖的坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃保温4h，冷却至室温后研磨，得到块体氮化碳（淡黄色粉末）。
（2）将0.4g硼氢化钠和1g块体氮化碳放入研钵充分研磨30min，将研磨之后的粉末放入刚玉舟中，然后将刚玉舟置于管式炉中，在氩气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至650℃保温3h，然后冷却至室温，收集样品，用蒸馏水和无水乙醇交替清洗5次后在60℃的条件下干燥22h，得到非晶硼掺杂氮化碳（光催化材料）。
实施例4
一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法：
（1）将4g双氰胺放入带盖的坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃保温4h，冷却至室温后研磨，得到块体氮化碳（淡黄色粉末）。
（2）将0.6g硼氢化钠和1g块体氮化碳放入研钵充分研磨30min，将研磨之后的粉末放入刚玉舟中，然后将刚玉舟置于管式炉中，在氩气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至690℃保温2h，然后冷却至室温，收集样品，用蒸馏水和无水乙醇交替清洗6次后在60℃的条件下干燥12h，得到非晶硼掺杂氮化碳（光催化材料）。
实施例5
一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法：
（1）将4g双氰胺放入带盖的坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃保温4h，冷却至室温后研磨，得到块体氮化碳（淡黄色粉末）。
（2）将0.4g硼氢化钠和1g块体氮化碳放入研钵充分研磨30min，将研磨之后的粉末放入刚玉舟中，然后将刚玉舟置于管式炉中，在氩气气氛下，以2℃/min的升温速率升温至600℃保温3h，然后冷却至室温，收集样品，用蒸馏水和无水乙醇交替清洗5次后在60℃的条件下干燥12h，得到非晶硼掺杂氮化碳（光催化材料）。
实施例6
一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法：
（1）将4g双氰胺放入带盖的坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃保温4h，冷却至室温后研磨，得到块体氮化碳（淡黄色粉末）。
（2）将0.6g硼氢化钠和1g块体氮化碳放入研钵充分研磨30min，将研磨之后的粉末放入刚玉舟中，然后将刚玉舟置于管式炉中，在氩气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至670℃保温3h，然后冷却至室温，收集样品，用蒸馏水和无水乙醇交替清洗5次后在70℃的条件下干燥12h，得到非晶硼掺杂氮化碳（光催化材料）。
实施例7
一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法：
（1）将4g双氰胺放入带盖的坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃保温4h，冷却至室温后研磨，得到块体氮化碳（淡黄色粉末）。
（2）将1g氧化硼和1g块体氮化碳放入研钵充分研磨30min，将研磨之后的粉末放入刚玉舟中，然后将刚玉舟置于管式炉中，在氩气气氛下，以2℃/min的升温速率升温至710℃保温3h，然后冷却至室温，收集样品，用蒸馏水和无水乙醇交替清洗5次后在50℃的条件下干燥22h，得到非晶硼掺杂氮化碳（光催化材料）。
实施例8
一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法：
（1）将4g尿素放入带盖的坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃保温4h，冷却至室温后研磨，得到块体氮化碳（淡黄色粉末）。
（2）将0.6g氧化硼和1g块体氮化碳放入研钵充分研磨30min，将研磨之后的粉末放入刚玉舟中，然后将刚玉舟置于管式炉中，在氩气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至630℃保温3h，然后冷却至室温，收集样品，用蒸馏水和无水乙醇交替清洗5次后在60℃的条件下干燥12h，得到非晶硼掺杂氮化碳（光催化材料）。
实施例9
一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法：
（1）将4g尿素放入带盖的坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃保温4h，冷却至室温后研磨，得到块体氮化碳（淡黄色粉末）。
（2）将1g四硼酸钠和1g块体氮化碳放入研钵充分研磨30min，将研磨之后的粉末放入刚玉舟中，然后将刚玉舟置于管式炉中，在氩气气氛下，以2℃/min的升温速率升温至650℃保温2h，然后冷却至室温，收集样品，用蒸馏水和无水乙醇交替清洗5次后在70℃的条件下干燥12h，得到非晶硼掺杂氮化碳（光催化材料）。
实施例10
一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法：
（1）将4g尿素放入带盖的坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃保温4h，冷却至室温后研磨，得到块体氮化碳（淡黄色粉末）。
（2）将0.4g四硼酸钠和1g块体氮化碳放入研钵充分研磨30min，将研磨之后的粉末放入刚玉舟中，然后将刚玉舟置于管式炉中，在氩气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至670℃保温3h，然后冷却至室温，收集样品，用蒸馏水和无水乙醇交替清洗5次后在50℃的条件下干燥12h，得到非晶硼掺杂氮化碳（光催化材料）。
实施例11
一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法：
（1）将4g硫脲放入带盖的坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃保温4h，冷却至室温后研磨，得到块体氮化碳（淡黄色粉末）。
（2）将0.4g四硼酸钠和1g块体氮化碳放入研钵充分研磨30min，将研磨之后的粉末放入刚玉舟中，然后将刚玉舟置于管式炉中，在氩气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至630℃保温2h，然后冷却至室温，收集样品，用蒸馏水和无水乙醇交替清洗5次后在60℃的条件下干燥12h，得到非晶硼掺杂氮化碳（光催化材料）。
实施例12
一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法：
（1）将4g硫脲放入带盖的坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃保温4h，冷却至室温后研磨，得到块体氮化碳（淡黄色粉末）。
（2）将0.6g氧化硼和1g块体氮化碳放入研钵充分研磨30min，将研磨之后的粉末放入刚玉舟中，然后将刚玉舟置于管式炉中，在氩气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至670℃保温3h，然后冷却至室温，收集样品，用蒸馏水和无水乙醇交替清洗5次后在70℃的条件下干燥12h，得到非晶硼掺杂氮化碳（光催化材料）。
实施例13
一种非晶硼掺杂氮化碳的制备方法：
（1）将4g硫脲放入带盖的坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃保温4h，冷却至室温后研磨，得到块体氮化碳（淡黄色粉末）。
（2）将1g硼氢化钠和1g块体氮化碳放入研钵充分研磨30min，将研磨之后的粉末放入刚玉舟中，然后将刚玉舟置于管式炉中，在氩气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至690℃保温3h，然后冷却至室温，收集样品，用蒸馏水和无水乙醇交替清洗5次后在50℃的条件下干燥22h，得到非晶硼掺杂氮化碳（光催化材料）。
对比实施例1-1
同实施例1，区别在于，未进行步骤（2）的操作，得到块体氮化碳。
对比实施例1-2
同实施例1，区别在于，步骤（2）中的保温温度为650℃，保温时间为2h。
对比实施例1-3
同实施例1，区别在于，步骤（2）中的保温温度为710℃。
对比实施例1-4
同实施例1，区别在于，步骤（2）中的升温速度为2℃/min。
图1为实施例1、对比实施例1-1、对比实施例1-2、对比实施例1-3对比实施例1-4制备的材料的X-射线衍射图。
从图1中可以看出，实施例1、对比实施例1-2、对比实施例1-3、对比实施例1-4制备的非晶硼掺杂氮化碳样品在27°出现漫散射峰，强度下降说明它结晶性不高，跟块体氮化碳（对比实施例1-1制备）的特征峰位置基本一致，但也有一定的偏移，是由于硼原子掺杂进入其晶格中所导致的，在并且其他位置并未出现杂峰，说明所制得的样品纯净，并不含其他杂质，因此可基本认定实施例1、对比实施例1-2、对比实施例1-3、对比实施例1-4所制备材料为非晶硼掺杂氮化碳。
图2为实施例1制备的非晶硼掺杂氮化碳的扫描电镜图。
从图2中可以看出，实施例1制备的非晶硼掺杂氮化碳形貌为厚片状堆叠，具有一个良好的二维形貌。
图3为实施例1制备的非晶硼掺杂氮化碳（样品）的透射电镜图。
从图3中可以看出，样品的形貌为二维片状，与扫描电镜的结果相吻合，此外，在高分辨透射图中，样品并未显示出晶格条纹，这进一步证实了样品的非晶态。
图4为实施例1制备的非晶硼掺杂氮化碳（样品）的EDS谱图。
从图4中可以看出，样品主要含有C、N、B三种元素组成，此外还可观察到C、N、B三个元素在样品上均匀分布，表明B元素均匀分布在样品任何区域，说明B元素已经成功掺杂进到材料中。这与之前XRD结果一致，可进一步证明样品为非晶硼掺杂氮化碳光催化材料。
图5为本发明的实施例1和对比实施例1-1制备的非晶硼掺杂氮化碳的XPS的B1S谱图。
从图5中可以看出，块体氮化碳是不存在B元素，而非晶硼掺杂碳化氮材料出现了B1S的峰，根据分峰拟合结果表明，硼原子通过与其他原子之间形成了共价键的形式掺杂到材料中。这与之前EDS能谱结果一致，可进一步证明硼元素被成功掺杂。
测定实施例1、对比实施例1-1、对比实施例1-2、对比实施例1-3、对比实施例1-4的光催化性能。
测定方法如下：采用泊菲莱Labsolar-6A***测试，具体测试方法为：20.0mg光催化剂粉末（实施例1、对比实施例1-1、对比实施例1-2、对比实施例1-3制备的）分散在50mL去离子水中然后在超声波振荡30min。加入0.3wt%Pt作为助催化剂，10vol.%三乙醇胺作为电子给体。反应器连接到封闭气体循环***进行脱气30min预处理，用磁性搅拌来确保溶液的均匀性。采用带截至420nm滤光器的可见光氙气灯作为模拟太阳辐照的光源（100mWcm-2），进行光催化反应，并且所有的反应均进行了5h。采用在线气相色谱仪（TCD检测仪，N2载气）检测生成出的气体，所测得的产氢数据如图6所示。
从图6中可以看出，与对比例实施例1-1相比，对比实施例1-2、对比实施例1-3和实施例1制备的光催化材料的催化产氢效率逐渐升高，对比例实施例1-1、对比实施例1-2、对比实施例1-3、对比实施例1-4和实施例1的制备的光催化材料的催化产氢效率分别为422.6μmol/g/h、1484.2、1590.3μmol/g/h、1186.1μmol/g/h、1729.9μmol/g/h。文献1（Kang Y,Yang Y, Yin L-C, et al. An Amorphous Carbon Nitride Photocatalyst withGreatly Extended Visible-Light-Responsive Range for Photocatalytic HydrogenGeneration[J]. Adv Mater, 2015, 27(31): 4572-4577.）公开的非晶氮化碳材料的光催化性能为157.9μmol/g/h；文献2（Lin C, Yixuan W, Shuai C, et al. Nitrogendefects/boron dopants engineered tubular carbon nitride for efficienttetracycline hydrochloride photodegradation and hydrogen evolution[J].Applied Catalysis B: Environmental, 303 (2022) 120932.）公开的硼掺杂晶体氮化碳材料的光催化性能为789.2μmol/g/。由此可知，本发明实施例1的催化产氢效率最高，本发明采用材料非晶化以及元素掺杂两种改性手段，通过二者的协同作用提高材料的光催化性能的目的。
测定实施例1、对比实施例1-1、对比实施例1-2、对比实施例1-3、对比实施例1-4制备的催化剂的比表面积，结果见表1。
表1
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (2)
1.一种非晶硼掺杂氮化碳在光催化产氢中的应用，其特征在于，所述非晶硼掺杂氮化碳由以下步骤制备：
（1）将富氮前驱体煅烧后，得到块体氮化碳；
（2）将硼源和所述块体氮化碳充分研磨后，在惰性气氛下煅烧，得到所述非晶硼掺杂氮化碳；
所述富氮前驱体包括双氰胺、尿素、三聚氰胺、硫脲和三聚氰酸中的一种或多种；
步骤（1）中，所述煅烧的升温速率为4~6℃/min，煅烧的温度为500~600℃，煅烧的时间为3.5~4.5h；
步骤（2）中，所述硼源为硼氢化钠；
步骤（2）中，所述硼源和块体氮化碳的质量比为（0.4~1）:1；
步骤（2）中，所述惰性气氛为氩气气氛；
步骤（2）中，所述煅烧的升温速率为5℃/min，煅烧的温度为690℃，煅烧的时间为3h。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述研磨的时间为25~35min。
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| CN111215118A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-06-02 | 盐城工学院 | 一种硼钠双掺杂纳米层状类石墨相氮化碳及其制备方法和应用 |
| CN113101963A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-13 | 中国科学技术大学 | 一种超薄的磷掺杂氮化碳纳米片及其制备方法、光催化降解双酚a的方法 |
| CN113318764A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-31 | 江苏大学 | 一种氮缺陷/硼掺杂的管状氮化碳光催化剂的制备方法及应用 |
| CN113477269A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-08 | 中国科学技术大学 | 一种氮化碳能带结构的连续调控方法以及光催化制备过氧化氢的方法 |
Non-Patent Citations (3)
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|---|
| An efficient B/Na co-doped porous g-C3N4 nanosheets photocatalyst with enhanced photocatalytic hydrogen evolution and degradation of tetracycline under visible light;Chi, XH，et al.;《APPLIED SURFACE SCIENCE》;20211109;第576卷;第151837(1-9)页 * |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115007194A (zh) | 2022-09-06 |
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