[發(fā)明專(zhuān)利]MoSe2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910063896.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109794268B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張波萍;賈淑帆;李順
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/057
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/057;B01J35/10;C09K11/88;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 北京市廣友專(zhuān)利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種MoSe₂納米片包覆KNbO₃納米線(xiàn)異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化材料的制備方法，屬于光催化領(lǐng)域。本發(fā)明以鈮粉(Nb)、氫氧化鉀(KOH)、鉬酸鈉(Na₂MoO₄·2H₂O)、硒粉(Se)為原料，通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱法和溶劑熱法，制得結(jié)晶性良好的KNbO₃/MoSe₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化材料。所述的水熱法是用于合成KNbO₃納米線(xiàn)，所述的溶劑熱法是用于合成KNbO₃/MoSe₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化材料。本發(fā)明提供的制備方法簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)條件易控，首次合成了KNbO₃/MoSe₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化材料。其顯著提高的光催化性能歸因于異質(zhì)結(jié)構(gòu)的協(xié)同效應(yīng)和鐵電體自發(fā)極化產(chǎn)生的內(nèi)建電場(chǎng)促進(jìn)電荷分離的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種MoSe₂納米片包覆KNbO₃納米線(xiàn)異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化材料的制備方法，屬于光催化材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近幾年來(lái)，環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，半導(dǎo)體光催化降解有機(jī)污染物是解決環(huán)境污染問(wèn)題極具前景的方法。半導(dǎo)體光催化材料能利用太陽(yáng)光激發(fā)產(chǎn)生光生電子和空穴，進(jìn)一步發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生高活性的超氧自由基和羥基自由基，以降解環(huán)境中的有機(jī)污染物為無(wú)害的二氧化碳和水。大量的半導(dǎo)體光催化材料包括金屬氧化物、金屬硫化物、鈣鈦礦金屬氧化物等已經(jīng)被廣泛地探索。然而，光生電子和空穴的復(fù)合極大限制了光催化性能的提高。針對(duì)這一問(wèn)題，需尋求一種能有效促進(jìn)光生電子和空穴分離的方法。

最近的研究表明鐵電材料誘導(dǎo)的內(nèi)建電場(chǎng)能有效提高光催化性能。鐵電材料具有自發(fā)極化效應(yīng)，內(nèi)建電場(chǎng)的產(chǎn)生能作為一種驅(qū)動(dòng)力促進(jìn)光生電子和空穴的分離和轉(zhuǎn)移，從而提高光催化性能。各種類(lèi)型的鐵電材料已經(jīng)被應(yīng)用在光催化領(lǐng)域。KNbO₃是一種典型的鐵電體鈣鈦礦氧化物，自發(fā)極化產(chǎn)生內(nèi)建電場(chǎng)，且合適的能帶位置和卓越的化學(xué)穩(wěn)定性吸引了研究者們的關(guān)注。但KNbO₃自身的缺陷也限制了其在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化方面的應(yīng)用：禁帶寬度(3.2 eV)較大，僅能吸收紫外光，約占太陽(yáng)光的3％-4％，對(duì)太陽(yáng)光的利用率較低。因此，將KNbO₃與窄帶隙半導(dǎo)體復(fù)合，能提高光催化材料的光響應(yīng)范圍。MoSe₂具有卓越的可見(jiàn)光響應(yīng)，共催化劑的作用能促進(jìn)光生電子和空穴的轉(zhuǎn)移，且納米片形貌的MoSe₂具有巨大的比表面積，能提供大量的反應(yīng)活性位點(diǎn)。

本發(fā)明利用簡(jiǎn)單的水熱法和溶劑熱法將鐵電體KNbO₃納米線(xiàn)和窄帶隙的MoSe₂納米片復(fù)合，制備得到KNbO₃/MoSe₂光催化材料，表現(xiàn)出提高的光催化性能，這歸因于材料的異質(zhì)結(jié)構(gòu)效應(yīng)以及KNbO₃鐵電體的自發(fā)極化促進(jìn)光生電子和空穴分離的效果。

迄今為止，KNbO₃/MoSe₂的光催化性能還未被報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于制備新型光催化材料，通過(guò)促進(jìn)光催化材料中光生電子和空穴的分離，以及增強(qiáng)材料的光響應(yīng)范圍，而提供了一種MoSe₂納米片包覆KNbO₃納米線(xiàn)異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化材料的制備方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：