[發(fā)明專利]一種富氧空位的氧化鋅納米片、制備方法及其應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810213121.2 | 申請日： | 2018-03-15 |
| 公開（公告）號： | CN108543530B | 公開（公告）日： | 2021-07-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 孔祥棟;劉彥;耿志剛;劉仲禹;曾杰 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院 |
| 主分類號： | B01J23/06 | 分類號： | B01J23/06;B01J35/02;B01J37/34;C25B1/23;C25B11/077 |
| 代理公司： | 合肥市長遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34119 | 代理人： | 段曉微;葉美琴 |
| 地址： | 230088 安*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 空位 氧化鋅 納米 制備 方法 及其 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種富氧空位的氧化鋅納米片，其平均尺寸為800納米?1微米；本發(fā)明還公開了所述富氧空位的氧化鋅納米片的制備方法，包括：將氧化鋅納米片置于氫氣等離子體氛圍中進(jìn)行刻蝕。本發(fā)明還提出的一種所述富氧空位的氧化鋅納米片在二氧化碳電還原反應(yīng)制備一氧化碳中的應(yīng)用。本發(fā)明提出的富氧空位的氧化鋅納米片的制備方法成本低廉，易于大量合成，通過引入氧空位改善了氧化鋅納米片的表面電子態(tài)，將得到的富氧空位的氧化鋅納米片用于二氧化碳電還原反應(yīng)中，催化活性及其選擇性高，穩(wěn)定性好。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種富氧空位的氧化鋅納米片、制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)
在化學(xué)工業(yè)中，二氧化碳是一種豐富而廉價的碳資源，通過電化學(xué)過程將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料和高附加值的化學(xué)物質(zhì)，對于緩解能源危機(jī)具有非常重要的意義。由于二氧化碳非常穩(wěn)定，因此對二氧化碳的有效活化在其電化學(xué)還原過程中起著關(guān)鍵的作用。近幾年來，在金屬氧化物催化劑中引入氧空位是一種能夠促進(jìn)二氧化碳活化的有效方法。例如，在二氧化鈦表面引入氧空位后更易活化C＝O鍵，使得二氧化碳的解離能壘降低至22.2千卡/摩爾(J.Phys.Chem.C2016,120,21659-21669)。氯氧鉍納米片引入氧空位后呈現(xiàn)表面富電子態(tài)，成為二氧化碳轉(zhuǎn)化的電子捕獲中心(Nano Res.2015,8,821-831)。此外，理論計算表明，β-氧化鎵(100)表面引入氧空位后，被吸附的二氧化碳中一個氧原子很容易占據(jù)氧空位位點，因此能夠促進(jìn)二氧化碳的吸附與活化(Langmuir 2010,26,5551-5558)。諸如此類工作大都基于光能或熱能驅(qū)動二氧化碳轉(zhuǎn)化，然而目前，將氧空位引入到金屬氧化物的方法在二氧化碳的電化學(xué)還原過程中還未實現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容
基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種富氧空位的氧化鋅納米片、制備方法及其應(yīng)用，所述制備方法成本低廉，易于大量合成，通過引入氧空位改善了氧化鋅納米片的表面電子態(tài)，將得到的富氧空位的氧化鋅納米片用于二氧化碳電還原反應(yīng)中，催化活性及其選擇性高，穩(wěn)定性好。
本發(fā)明提出的一種富氧空位的氧化鋅納米片，其平均尺寸為800納米-1微米。
優(yōu)選地，其平均厚度為10-15納米。
本發(fā)明還提出的一種所述富氧空位的氧化鋅納米片的制備方法，包括以下步驟：將氧化鋅納米片置于氫氣等離子體氛圍中進(jìn)行刻蝕，得到所述富氧空位的氧化鋅納米片。
優(yōu)選地，所述氧化鋅納米片按照以下工藝進(jìn)行制備：將六水合硝酸鋅和六亞甲基四胺溶解于水中得到混合液，向混合液中加入表面活性劑的有機(jī)溶液，攪拌后在55-65℃下反應(yīng)80-100分鐘，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，離心，洗滌，干燥，然后在空氣中進(jìn)行煅燒得到所述氧化鋅納米片。
優(yōu)選地，混合液中，六水合硝酸鋅和六亞甲基四胺的濃度均為20-30mmol/L；所述表面活性劑的有機(jī)溶液為十二烷基磺酸鈉的氯仿溶液；煅燒的溫度為180-220℃，煅燒的時間為50-70秒。
優(yōu)選地，所述氧化鋅納米片按照以下工藝進(jìn)行制備：將六水合硝酸鋅和六亞甲基四胺溶解于17mL水中得到混合液，其中，混合液中，六水合硝酸鋅和六亞甲基四胺的濃度均為25mmol/L，向混合液中加入10μL含有1μg十二烷基磺酸鈉的氯仿溶液，攪拌均勻后置于60℃的烘箱中反應(yīng)90分鐘，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，離心，洗滌，干燥，然后在空氣中進(jìn)行煅燒得到所述氧化鋅納米片，其中，煅燒的溫度為200℃，煅燒的時間為60秒。
優(yōu)選地，氫氣等離子體的電源功率為150-250瓦。
優(yōu)選地，氫氣等離子體的電源功率為200瓦。
優(yōu)選地，在進(jìn)行刻蝕的過程中，氫氣壓力保持為5-15托，刻蝕時間為100-150秒。
優(yōu)選地，在進(jìn)行刻蝕的過程中，氫氣壓力保持為10托，刻蝕時間為120秒。
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