[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有優(yōu)異可見(jiàn)光吸收性能的非化學(xué)計(jì)量鉬氧化物材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710278001.6
• 申請(qǐng)日: 2017-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107162057B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮艷艷;張輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C01G39/02
• 分類(lèi)號(hào): C01G39/02
• 代理公司: 北京正理專(zhuān)利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發(fā)明公開(kāi)了一種具有優(yōu)異可見(jiàn)光吸收性能的非化學(xué)計(jì)量鉬氧化物材料，所述鉬氧化物材料能吸收波長(zhǎng)范圍為300～750nm的可見(jiàn)光，所述鉬氧化物材料為包含相含量為70～92wt.％的Mo₄O₁₁相和其它相的材料，所述其它相為MoO₃相、Mo₉O₂₆相或MoO₂相。本發(fā)明通過(guò)選擇鉬酸銨為原料直接熱解還原或者先合成MoO₃前驅(qū)體后再進(jìn)行還原，并進(jìn)一步通過(guò)對(duì)工藝條件的限定，從而成功制備得到較高M(jìn)o₄O₁₁含量的鉬氧化物材料。本發(fā)明制備的鉬氧化物材料相比MoO₃具有優(yōu)異的可見(jiàn)光吸光度，可實(shí)現(xiàn)對(duì)可見(jiàn)光的吸收和利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非化學(xué)計(jì)量氧化物材料技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種具有優(yōu)異可見(jiàn)光吸收性能的非化學(xué)計(jì)量鉬氧化物材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

在當(dāng)今社會(huì)飛速發(fā)展下，由于人口數(shù)量的急劇增加導(dǎo)致的污染問(wèn)題和能源匱乏問(wèn)題日趨嚴(yán)重，治理環(huán)境污染和開(kāi)發(fā)新能源已經(jīng)成為我們可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下所面臨的重大研究課題。利用太陽(yáng)能解決環(huán)境和能源兩大難題是較佳的選擇，自1972年Fujishima和Honda教授報(bào)道在n型TiO₂電極上發(fā)現(xiàn)水的光電催化分解產(chǎn)生氫氣和氧氣以來(lái)，研究材料對(duì)可見(jiàn)光的吸收和利用已經(jīng)成為熱點(diǎn)課題。通過(guò)光解水制氫，可以有效的將低密度的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為高密度的化學(xué)能，氫能具有燃燒值高、燃燒產(chǎn)物無(wú)污染等特點(diǎn)而被公認(rèn)為是最理想的替代能源；而另一方面，在生活和工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)污染物，主要包括染料、苯、氯苯化合物、脂族醇、芳香族化合物、聚合物以及羰酸等，都可以通過(guò)光催化技術(shù)將其分解為CO₂和H₂O。

半導(dǎo)體光催化有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：首先，反應(yīng)過(guò)程中利用綠色環(huán)保的太陽(yáng)能作為反應(yīng)的前提條件，這樣一方面在自然環(huán)境下進(jìn)行反應(yīng)能夠有效地降低能耗，節(jié)約資源，并且不會(huì)在反應(yīng)過(guò)程中引入新的雜質(zhì)。另一方面對(duì)于反應(yīng)本身來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單，適用范圍廣，對(duì)環(huán)境不存在二次污染；其次光催化劑本身無(wú)毒害、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、穩(wěn)定性好并且可以循環(huán)利用，極大的提高了資源再利用效率。

然而，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體光催化材料TiO₂的帶隙較寬，光吸收范圍被限制在太陽(yáng)光的紫外部分，但紫外光只占地表太陽(yáng)光能量的5％左右，導(dǎo)致太陽(yáng)能的利用效率較低，這也就阻礙了人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)能的實(shí)際利用。因此，怎樣提高太陽(yáng)能的利用率，拓展光催化材料的光吸收范圍到可見(jiàn)光區(qū)是當(dāng)前研究的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。

因此，本發(fā)明提供了一種非化學(xué)計(jì)量鉬氧化物材料及其制備方法和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種具有優(yōu)異可見(jiàn)光吸收性能的非化學(xué)計(jì)量鉬氧化物材料。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種具有優(yōu)異可見(jiàn)光吸收性能的非化學(xué)計(jì)量鉬氧化物材料的制備方法。

本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種具有優(yōu)異可見(jiàn)光吸收性能的非化學(xué)計(jì)量鉬氧化物材料的應(yīng)用。

為達(dá)到上述第一個(gè)目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種具有優(yōu)異可見(jiàn)光吸收性能的非化學(xué)計(jì)量鉬氧化物材料，所述鉬氧化物材料能吸收波長(zhǎng)范圍為300～750nm的可見(jiàn)光，所述鉬氧化物材料為包含相含量為70～92wt.％的Mo₄O₁₁相和其它相的材料，所述其它相為MoO₃相、Mo₉O₂₆相或MoO₂相。本發(fā)明制備得到的鉬氧化物材料中Mo₄O₁₁相含量較高，對(duì)可見(jiàn)光波段有較強(qiáng)光吸收，是非常好的活性光電材料，可應(yīng)用在光催化降解污染物、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池以及腫瘤治療等多個(gè)領(lǐng)域。