原创力.专利
发明
一种在光催化还原二氧化碳(CO2)过程中具有甲烷（CH4）高选择性材料的制备方法
2023-01-04 11:25:22
发布于四川
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- 申请专利号：CN202211025961.9
- 公开（公告）日：2023-01-03
- 公开（公告）号：CN115555040A
- 申请人：华东理工大学
摘要：本发明提供了一种在光催化还原二氧化碳(CO2)过程中具有甲烷（CH4）高选择性材料的制备方法，该材料在光催化转化CO2选择性合成甲烷（CH4）体系中可以得到很好的应用。本发明以三聚氰胺作为原料，在550 oC下煅烧得到非晶相的石墨相氮化碳（g‑CN），再通过高温煅烧非晶相的块状g‑CN制备了缺氮晶体g‑CN。许多论文报道了通过改变温度调谐N缺陷和结晶度，但目前报道的最高温度是650 oC。本文通过调节坩埚内空气含量，制备了750 oC下的样品。得到的晶相g‑CN为破碎的直径为微米级的纳米片，形成的小尺寸g‑CN纳米片和增强的结晶度减小了电子的迁移距离。光生电子倾向于迁移和聚集在纳米片的边缘，导致边缘N缺陷处的电子密度较高。N缺陷诱导的MS势能有利于CH4的生成，而不是CO的生成。本发明所述方法可以简单通过控制煅烧温度和煅烧过程中的空气含量来控制g‑CN的结晶程度以及N缺陷的浓度。制备的缺氮晶相g‑CN材料在气固相光催化还原CO2体系中，表现出优异的光催化转化CO2合成甲烷（CH4）活性、选择性及稳定性。
专利内容
本发明提供了一种在光催化还原二氧化碳(CO2)过程中具有甲烷（CH4）高选择性材料的制备方法，该材料在光催化转化CO2选择性合成甲烷（CH4）体系中可以得到很好的应用。本发明以三聚氰胺作为原料，在550 oC下煅烧得到非晶相的石墨相氮化碳（g‑CN），再通过高温煅烧非晶相的块状g‑CN制备了缺氮晶体g‑CN。许多论文报道了通过改变温度调谐N缺陷和结晶度，但目前报道的最高温度是650 oC。本文通过调节坩埚内空气含量，制备了750 oC下的样品。得到的晶相g‑CN为破碎的直径为微米级的纳米片，形成的小尺寸g‑CN纳米片和增强的结晶度减小了电子的迁移距离。光生电子倾向于迁移和聚集在纳米片的边缘，导致边缘N缺陷处的电子密度较高。N缺陷诱导的MS势能有利于CH4的生成，而不是CO的生成。本发明所述方法可以简单通过控制煅烧温度和煅烧过程中的空气含量来控制g‑CN的结晶程度以及N缺陷的浓度。制备的缺氮晶相g‑CN材料在气固相光催化还原CO2体系中，表现出优异的光催化转化CO2合成甲烷（CH4）活性、选择性及稳定性。B01J27/24(2006.01);C07C1/12(2006.01);C07C9/04(2006.01);C01B21/082(2006.01)
