氮化碳纳米片修饰的Janus纳米纤维异质结光催化剂的制作方法

技术特征：
1.氮化碳纳米片修饰的janus纳米纤维异质结光催化剂，其特征在于，由高度分散的g
‑
c3n4纳米片修饰在[tio2/c]//[bi2wo6/c]janus纳米纤维表面构成，janus纳米纤维中单根纳米纤维的直径为370
±
4nm，具有良好的光催化产氢和降解有机染料亚甲基蓝双功能特性。2.一种如权利要求1所述的氮化碳纳米片修饰的janus纳米纤维异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，采用一正一负两个高压直流电源，铝制转筒作为接收装置，利用共轭电纺技术，制备产物为氮化碳纳米片修饰的janus纳米纤维异质结光催化剂，其步骤为：(1)配制纺丝液将0.6g粒径为25nm的tio2纳米晶，2.0g的pan分散在20.0g的dmf中，在60℃下连续搅拌直至形成均匀的纺丝液，称为纺丝液a；将0.3042g的(nh4)
10
w
12
o
41
和0.5044g的柠檬酸加入到适量的蒸馏水中，加热蒸发后形成粘稠的胶状物，然后再依次加入20.0g dmf、1.1646g bi(no3)3·
5h2o和2.0g pan，在60℃下搅拌形成均匀的纺丝液，称为纺丝液b；(2)制备[tio2/pan]//[(nh4)
10
w
12
o
41
/bi(no3)3/柠檬酸/pan]janus纳米纤维膜将纺丝液a和纺丝液b分别转移到带有不锈钢针头的塑料注射器中，采用一正一负两个高压直流电源，接收装置为一个水平放置的长20cm，直径为7cm的圆柱形铝制转筒，转速为1200r/min，施加8.5kv的正负电压，纺丝液的流速为0.8ml h
‑1，针尖与收集装置转筒的距离为16cm，在室温下进行共轭电纺获得[tio2/pan]//[(nh4)
10
w
12
o
41
/bi(no3)3/柠檬酸/pan]janus纳米纤维膜；(3)制备[tio2/c]//[bi2wo6/c]janus纳米纤维膜为了使g
‑
c3n4在气
‑
固相反应过程中均匀地生长在janus纳米纤维的表面，将所述的[tio2/pan]//[(nh4)
10
w
12
o
41
/bi(no3)3/柠檬酸/pan]janus纳米纤维膜切割成尺寸为1
×
1cm2小块，放入管式炉后在空气气氛下以1℃
·
min
‑1的升温速率升到270℃并保温1h，然后在氮气气氛下以2℃
·
min
‑1的升温速率升到800℃并保温碳化2h，然后自然冷却至室温，得到[tio2/c]//[bi2wo6/c]janus纳米纤维膜；(4)制备g
‑
c3n4纳米片修饰的[tio2/c]//[bi2wo6/c]janus纳米纤维异质结光催化剂采用气
‑
固相反应制备g
‑
c3n4纳米片修饰的[tio2/c]//[bi2wo6/c]janus纳米纤维异质结光催化剂，将小瓷坩埚放置于瓷舟内，将质量为2.5g的尿素粉末平均均匀地分散在瓷舟和瓷坩埚底部，以一个圆形带孔铝箔作为[tio2/c]//[bi2wo6/c]janus纳米纤维膜的支撑体，放置在坩埚的尿素粉末的顶部，铝箔与尿素粉末上部的距离为5mm，将瓷舟和瓷坩埚装置用铝箔密封，然后放入管式炉中，在氮气气氛下以2℃ min
‑1的升温速率升温到550℃并保温2h，在高温下，坩埚底部的尿素分子可以通过带孔铝箔迅速扩散到[tio2/c]//[bi2wo6/c]janus纳米纤维表面，同时瓷舟中的尿素分子也可以从顶部扩散到[tio2/c]//[bi2wo6/c]janus纳米纤维表面，上下方的共同扩散使g
‑
c3n4均匀生长在[tio2/c]//[bi2wo6/c]janus纳米纤维表面，得到g
‑
c3n4纳米片修饰的[tio2/c]//[bi2wo6/c]janus纳米纤维异质结光催化剂，膜面积为1
×
1cm2，由高度分散的g
‑
c3n4纳米片修饰在[tio2/c]//[bi2wo6/c]janus纳米纤维表面构成，janus纳米纤维中单根纳米纤维的直径为370
±
4nm，在模拟太阳光照射下，g
‑
c3n4纳米片修饰的[tio2/c]//[bi2wo6/c]janus纳米纤维异质结光催化剂的分解水产氢速率为17.48mmol
·
h
‑1·
g
‑1，在模拟太阳光照射100分钟后，亚甲基蓝的降解率为99.2％，具有良好的光催化产氢和降解有机染料亚甲基蓝双功能特性，实现了发明目的。

技术总结
本发明涉及氮化碳纳米片修饰的Janus纳米纤维异质结光催化剂，属于纳米材料制备技术领域。本发明包括四个步骤：(1)配制纺丝液；(2)共轭电纺技术制备[TiO2/PAN]//[(NH4)


技术研发人员：董相廷 孙凤 于文生 谢云蕊 齐海娜 马千里 李丹 杨颖
受保护的技术使用者：长春理工大学
技术研发日：2021.07.20
技术公布日：2021/11/14