烘箱中隔夜干燥；
(4)马弗炉中煅烧得到淡黄色粉末；
(5)之后用NH4HF出去硬模板，离心干燥后得到产物。
[0022]其中，作为优选方案，步骤⑴中g_C3N4的前驱体可以为g-C 3N4的可溶性前驱体。步骤(2)中所述Ce源为硝酸铈、氯化亚铈、水合乙酰丙酮化铈、碳酸铈、硫酸铈中至少一种。
[0023]作为优选方案，步骤(3)中所述蒸干水温温度50?100°C。
[0024]作为优选方案，步骤(3)中所述烘箱的温度为为50?80°C。
[0025]作为优选方案，步骤(4)中所述马弗炉的煅烧温度300?600°C，时间为1?4小时。
[0026]作为优选方案，步骤(4)中所述马弗炉升温速率为2?10K min \
[0027]作为优选方案，所述复合半导体材料选用的硬模板Si02的粒径大小为4?12nm。
[0028]作为优选方案，所述复合半导体材料2D结构材料，比表面积为50?300m2g \孔容为0.5?2cm3g \孔径为4?12nm。
[0029]本发明的特点是:本发明提供一种制备具有介孔结构的高比表面积N-Ce02/mpg-C3N4复合半导体光催化剂的新方法。该方法以S1 2为硬模板，在硝酸铺、氯化亚铺、水合乙酰丙酮化铈、碳酸铈、硫酸铈等中选择至少一种作为Ce源，煅烧过程中，g_C3N4的前驱体为&02提供氮源，实现原位N掺杂。制备得到的催化剂具有较高的比表面积。通过调节前驱体类型、反应物的比例、煅烧温度以及升温速率，实现催化剂的优化设计。该方法合成的复合半导体催化剂可实现室温下0)2向HC化合物的转化，具有较高的稳定性。
[0030]下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
[0031]实施例1
称取3g单氰氨，将其溶解与20mL水中，加入3g粒径为10nm的Si02球，室温下搅拌10分钟，加入0.2g Ce (N03)3.6H20，搅拌使其溶解在以上溶液中。30°C下搅拌30分钟，之后90°C、搅拌条件下干燥除去水分。隔夜放置在80°C的烘箱中。将得到的粉末样品放置在马弗炉中，550°C煅烧3小时，冷却后得到棕黄色产物。将得到的产物分散在4M NH4HF溶液中，除去硬模板、离心、干燥得到最终产物。
[0032]图la和图lb为实施例1所得的介孔N-Ce02/mpg_C3N4复合半导体材料的扫描电子显微镜(SEM)照片。由照片可以看出:所制备的介孔材料具有规整的孔排列结构。
[0033]图2a和图2b为实施例1所得的介孔N-Ce02/mpg-C3N4复合半导体材料的投射电子显微镜(TEM)照片以及高分辨电镜(HRTEM)照片。从图中可以看出制得的半导体材料的孔径大小约为10nm。
[0034]图3a为实施例1所得的介孔N-Ce02/mpg-C3N4复合半导体材料的N2吸附脱附等温曲线；图3b为为实施例1所得的介孔N-Ce02/mpg_C3N4复合半导体材料的相应的孔径分布图。结合图3a和图3b可说明所制备的介孔材料比表面积较高，孔径大小约为10nm。
[0035]产业应用性:本发明的制备工艺简单易行，方法新颖，成本低，效率高，在C02光催化转化等领域显示出广阔的应用前景。
【主权项】
1.一种制备具有介孔结构的复合半导体材料的方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤1)将类石墨氮化碳前驱体、硬模板Si02球分散在水中，在25?50 °C下搅拌10?60分钟，其中，所述类石墨氮化碳前驱体与水的质量比为1?20，所述Si02球与水的质量比为0.1?1 ;步骤2)按照0?2的质量比将Ce源加入步骤1)得到的溶液中，在25?50°C下搅拌0.5?6小时； 步骤3)将步骤2)得到的溶液蒸干水分，隔夜干燥，得到粉末混合物；步骤4)将步骤3)得到的粉末混合物在300?600°C下煅烧1?4小时，得到淡黄色粉末； 步骤5)将步骤4)得到的淡黄色粉末除去硬模板，离心，干燥，得到具有介孔结构的复合半导体材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述类石墨氮化碳前驱体为尿素、单氰氨、双氰氨、三聚氰胺中至少一种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述硬模板S1J#的粒径为4?12nm。4.根据权利要求1?3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤2)中，在硝酸铈、氯化亚铺、水合乙酰丙酮化铺、碳酸铺、硫酸铺中选择至少一种作为Ce源。5.根据权利要求1?4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述蒸干水分的温度为50?100 °C。6.根据权利要求1?5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述隔夜干燥的温度为50?80 °C。7.根据权利要求1?6中任一项所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述煅烧的升温速率为2?10 K /分钟。8.根据权利要求1?7中任一项所述的方法，其特征在于，步骤5)中用NH4HF除去硬模板。9.根据权利要求1?8中任一项所述的方法，其特征在于，所制备的具有介孔结构的复合半导体材料比表面积为50?300 m2 g \孔容为0.5?2 cm3g \孔径为4?12 nm。10.根据权利要求1?9中任一项所述的方法，其特征在于，所制备的具有介孔结构的复合半导体材料中，&02具有多晶结构。
【专利摘要】本发明涉及一种制备具有介孔结构的复合半导体材料的方法，包括以下步骤：步骤1）将类石墨氮化碳前驱体、硬模板SiO2球分散在水中，在25～50℃下搅拌10～60分钟，其中，所述类石墨氮化碳前驱体与水的质量比为1～20，所述SiO2球与水的质量比为0.1～1；步骤2）按照0～2的质量比将Ce源加入步骤1）得到的溶液中，在25～50℃下搅拌0.5～6小时；步骤3）将步骤2）得到的溶液蒸干水分，隔夜干燥，得到粉末混合物；步骤4）将步骤3）得到的粉末混合物在300～600℃下煅烧1～4小时，得到淡黄色粉末；步骤5）将步骤4）得到的淡黄色粉末除去硬模板，离心，干燥，得到具有介孔结构的复合半导体材料。
【IPC分类】B82Y30/00, B01J35/10, B01J27/24
【公开号】CN105381812
【申请号】CN201510671681
【发明人】李孟丽, 张玲霞, 吴玫颖, 杜燕燕, 施剑林
【申请人】中国科学院上海硅酸盐研究所
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月15日