[發明專利]半導體NbNO納米棒及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201911143604.0
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110935483B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 李鑫;沈榮晨
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/02;C01B3/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 周建軍

本發明提供一種半導體NbNO納米棒及其制備方法與應用，其制備方法包括：提供NbCl₅，700?900℃下煅燒，得到NbO納米棒，將所得NbO納米棒置于氨氣氛圍下煅燒，煅燒溫度為700?900℃，得到所述半導體NbNO納米棒。本發明NbNO半導體光催化劑的制備方法操作簡單，適用性廣，重復性好，適用范圍廣，在降低光催化成本和在光催化制氫方面提供了一種可靠的方案。

技術領域

本發明涉及催化劑領域，特別是涉及一種半導體NbNO納米棒及其制備方法與應用。

背景技術

為了解決能源危機和環境污染的問題，氫氣作為化石燃料的理想替代品受到了廣泛關注。在1972年由Fujishima和Honda提出光電化學分解水的概念后，研究人員開發了各種光催化劑，包括氧化物、硫化物、氮化物、氮氧化物、碳化物及其復合材料。但是，其自身存在缺點，如高的電子空穴復合率、可見光吸收不足、低的比表面積、表面反應活化位點少、表面反應動力學緩慢、不高的氧化能力和低的電荷遷移率等。另外光生空穴的氧化能力只能氧化水產氧，而不是形成非選擇性的羥基自由基·OH。這需要降低半導體的VB位置以增強它的水氧化能力。上述缺點大大限制了其光催化性能。

目前半導體光催化劑的改性策略主要圍繞帶隙工程、缺陷控制、形貌調控、構建異質結和助催化劑負載等展開。其中半導體光催化劑主要是g-C₃N₄、TiO₂、CdS等，這些光催化劑都已得到充分的研究，g-C₃N₄的聚合度較低，活性較差，TiO₂的可見光利用率低，CdS的不穩定，且為重金屬。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種半導體光催化劑NbNO納米棒及其制備方法與應用，用于解決現有技術中光催化劑的制備成本較高、活性較低、不穩定、含有重金屬等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種半導體NbNO納米棒的制備方法，包括：提供NbCl₅，煅燒，得到NbO納米棒，將所得NbO納米棒置于氨氣氛圍下煅燒，得到所述半導體NbNO納米棒。

可選地，煅燒NbCl₅時，溫度為700-900℃，還可以為800-900℃，具體可以為700℃、750℃、800℃、850℃、900℃等。

可選地，煅燒NbCl₅的時間為4-12h，還可以為4-10h，還可以為4-8h，具體可以為4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h等。

可選地，煅燒NbCl₅結束后，用水洗滌所得NbO納米棒，得到洗凈后的NbO納米棒，再將其置于氨氣氛圍下煅燒。

可選地，氨氣氛圍下煅燒溫度為700-900℃，還可以為700-800℃，具體可以為700℃、750℃、800℃、850℃、900℃等。溫度過高可能會造成催化劑燒結。

可選地，氨氣氛圍下煅燒時間為4-12h，還可以為4-10h，還可以為4-8h，具體可以為4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h等。

本發明還提供上述方法制得的半導體NbNO納米棒。

可選地，所述半導體NbNO納米棒的吸收帶邊緣接近于886nm，對應的能帶寬為1.45Ev。

可選地，所述半導體NbNO納米棒的平帶電位為-0.49eV，對應的導帶電位和價帶電位分別為-0.69和0.86eV。

本發明還提供上述半導體NbNO納米棒在制備光催化反應的催化劑中的應用。

可選地，所述光催化反應為光催化分解水產生氫氣。