本发明属于半导体催化剂制备技术领域，利用煅烧法合成超薄石墨相氮化碳光催化剂，用于可见光下降解2-巯基苯并噻唑。
背景技术：
近年来随着世界经济的快速发展，全球性环境恶化和能源消耗问题日益突出，因此加快非石化能源，积极推进清洁能源已成为世界各国所面临和亟待解决的重大课题.目前，氢能因具有燃烧值高、效率高和清洁无污染等优点，成为替代传统化石能源的一种较理想的新型清洁能源。同时，随着化学工业的发展，硫醇作为一类重要的化工产品,已经广泛应用于各个领域,如医药、橡胶硫化、合成杀菌剂等。苯并噻唑硫醇(mbt),作为一种硫醇,被广泛用于制造轮胎、胶鞋等橡胶制品。此外,mbt也能作为一个敏感的试剂用于测试金属。但值得注意的是,mbt的毒性难以消除,低浓度mbt导致人恶心和头痛，更高浓度的mbt将会带来致命的呼吸道瘫痪。因此,消除和减少mbt对环境和人类带来的问题已是科研工作者迫切需要解决的重大问题。
半导体光催化技术因反应条件温和，氧化能力强、廉价无毒、利用太阳能作为能源等优点成为了近几年的研究热点。目前研究较多的半导体中，tio2以活性高、稳定、无毒和价廉被认为是最佳的光催化剂而得到了广泛的研究，然而tio2只能够吸收紫外光，在太阳光谱中，紫外光仅占5％，而可见光的比例却高达43％，因此，开发出可实际应用的可见光响应的半导体光催化剂是当前光催化研究领域的热点问题。氮化碳(g-c3n4)作为一种非金属半导体催化剂，其禁带宽度为2.7ev,由于其良好的热稳定性、低廉的成本、安全无毒等特点在光催化领域逐渐引起了科研工作者的青睐。但目前研究较多的体相g-c3n4由于比表面积较小，光生载流子易复合使得它的光催化活性较低。因此本发明制备不同厚度的超薄g-c3n4用于光催化产氢及降解mbt。
技术实现要素：
为了克服上述体相g-c3n4存在的不足，本发明利用煅烧法合成超薄石墨相氮化碳光催化剂，用于可见光下降解2-巯基苯并噻唑。
超薄石墨相氮化碳的制备方法，包括如下步骤：
不同厚度的超薄g-c3n4的制备
(1)将一定质量的尿素研磨放入坩埚内置于60-80℃烘箱内烘干20-30h后在马弗炉内500-600℃下煅烧3-5h，升温速率2-3℃/min。得到样品a。
(2)煅烧得到的a粉末放入ph＝1的硝酸溶液内，搅拌20-25h，
(3)用去离子水进行洗涤后的样品使得ph值提高，并且不超过中性，在真空干燥箱内烘干得到样品b。
(4)将上述得到的粉末b放在马弗炉内400-500℃下继续煅烧2-4h，升温速率2-3℃/min。得到最终的超薄g-c3n4。
优选的，上述步骤(1)中，烘箱烘干温度80℃，时间24h；煅烧温度550℃，煅烧时间4h，升温速率2.3℃/min。
优选的，上述步骤(2)中，粉末a搅拌时间24h。
优选的，上述步骤(4)中，马弗炉内500℃，煅烧时间4h,升温速率2.3℃/min。
此外，本发明技术相比于现有的技术，利用酸处理方法剥离得到二维超薄g-c3n4，解决了目前已有方法难回收、循环稳定性差、催化活性低等缺点。本发明因方法简单、产率较高、更有利于实际应用。同时利用酸处理方法剥离得到二维超薄g-c3n4厚度只有4nm,超薄的二维g-c3n4大大的提高了材料的比表面积，提供了更多的反应活性位点，提高了电子-空穴的分离效率，最终增强了光催化活性。
有益效果
利用煅烧法合成超薄石墨相氮化碳光催化剂，在可见光下降解2-巯基苯并噻唑显示出优异的光催化活性；本发明工艺简单，反应成本低，便于批量生产，符合环境友好要求。
附图说明
图1为煅烧法制备的体相g-c3n4(bgcn)以及不同ph值下的超薄g-c3n4(gcn)光催化材料的xrd衍射谱图，从xrd的测试结果中可以看出bgcn和剥离后的gcn的衍射峰并没有发生明显的变化。且所制备的所有样品都没有杂峰出现，说明我们制备的g-c3n4晶型没有改变。
图2为体相g-c3n4(bgcn)以及不同ph值下的超薄g-c3n4(gcn)光催化材料扫描图和透射图。从图2a可以看出没经过酸处理得到的g-c3n4(bgcn)呈现块状结构。然而，图2b可以明显的观察到酸处理过后得到的g-c3n4(gcn)呈现片状结构。为了进一步证明酸化过后得到了二维片状的g-c3n4。通过图2c我们进一步发现体相g-c3n4(bgcn)为块状，酸化后得到的图2d为二维片状的g-c3n4。
图3表明体相g-c3n4(bgcn)，ph为1,3,5,和7的超薄g-c3n4(gcn)在可见光催化降解2-巯基苯并噻唑溶液的降解时间-降解率的关系图。从图中可以看出，2-巯基苯并噻唑本身在可见光照射能能够稳定存在，体相g-c3n4(bgcn)在可见光下120分钟下降解率只有48.3％，然而酸化后的g-c3n4材料能够明显提高光催化效果。当用去离子水把ph值洗到7时，降解2-巯基苯并噻唑活性最高，120分钟下降解率可以达到84.9％。
具体实施方式
实施例1
不同厚度的超薄g-c3n4的制备
(1)将一定质量的尿素研磨放入坩埚内置于80℃烘箱内烘干24h后在马弗炉内550℃下煅烧4h，升温速率2.3℃/min。得到样品a。
(2)煅烧得到的a粉末放入ph＝1的硝酸溶液内，搅拌24h。
(3)用去离子水进行洗涤，直到ph＝3，收集样品在真空干燥箱内烘干。得到样品b
(4)将上述得到的粉末b放在马弗炉内500℃下继续煅烧4h，升温速率2.3℃/min。得到最终的超薄gcn3。
实施例2
不同厚度的超薄g-c3n4的制备
(1)将一定质量的尿素研磨放入坩埚内置于80℃烘箱内烘干24h后在马弗炉内550℃下煅烧4h，升温速率2.3℃/min。得到样品a。
(2)煅烧得到的a粉末放入ph＝1的硝酸溶液内，搅拌24h。
(3)用去离子水进行洗涤，直到ph＝5，收集样品在真空干燥箱内烘干。得到样品b
(4)将上述得到的粉末b放在马弗炉内500℃下继续煅烧4h，升温速率2.3℃/min。得到最终的超薄gcn5。
实施例3
不同厚度的超薄g-c3n4的制备
(1)将一定质量的尿素研磨放入坩埚内置于80℃烘箱内烘干24h后在马弗炉内550℃下煅烧4h，升温速率2.3℃/min。得到样品a。
(2)煅烧得到的a粉末放入ph＝1的硝酸溶液内，搅拌24h。
(3)用去离子水进行洗涤，直到ph＝7，收集样品在真空干燥箱内烘干。得到样品b
(4)将上述得到的粉末b放在马弗炉内500℃下继续煅烧4h，升温速率2.3℃/min。得到最终的超薄gcn7。
实施例4
配制浓度为10mg/l的四环素溶液，将配好的溶液置于暗处。称取光催化剂50mg，分别置于光催化反应器中，加入100ml步骤上述所配好的目标降液，磁力搅拌30min待复合光催化剂分散均匀后，打开水源，光源，进行光催化降解实验。每20min吸取反应器中的光催化降解液，离心后用于紫外-可见吸光度的测量。由图3可见所制备的二维超薄g-c3n4在120min下降解2-巯基苯并噻唑具有优异的可见光催化活性。