[發明專利]一種三維分等級結構CaIn2

有效

• 申請號: 202010151699.7
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111203204B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 劉海洋
• 申請（專利權）人: 國中創業（北京）環保科技有限公司
• 主分類號: B01J23/08
• 分類號: B01J23/08;C01G15/00
• 代理公司: 成都魚爪智云知識產權代理有限公司 51308
• 代理人: 陳雄飛

本發明提供一種三維分等級結構CaInsubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;光催化劑及其制備方法，該方法通過使用乙二醇與去離子水作為反應溶劑，使用形貌控制劑調控產品形貌，將各原料混合后進行微波水熱反應，反應結束后通過簡單的熱處理即可獲得具有優異性能的半導體光催化劑。該方法操作簡單、效率高，產品形貌和性能穩定，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及半導體光催化劑領域，更具體的，涉及一種三維分等級結構CaIn₂O₄光催化劑及其制備方法。

背景技術

近年來，能源危機和環境污染問題日益突出，光催化技術因其在新能源開發和環境保護方面的潛在價值而備受關注。二氧化鈦是目前研究最為充分，應用也最為廣泛的光催化劑。但是二氧化鈦作為寬帶隙半導體，僅在紫外光下具有較好的光催化效果，而且材料本身也存在電子空穴復合較快，無法達到較高的催化效率等缺點。因此，對于新型光催化劑的研制開始逐漸受到關注。

CaIn₂O₄因其化學性質穩定、安全無毒等諸多優勢受到重視。CaIn₂O₄可以對能量較低的可見光響應，且具有很強的氧化能力，使CaIn₂O₄在眾多新型光催化集中具有獨特的優勢。目前，制備CaIn₂O₄半導體光催化劑的方法主要包括噴霧分解法（如Enhancement?of?thephotocatalytic?activity?and?white?emission?of?CaIn₂O₄?nanocrystals，Journal?ofAlloys?and?Compounds，658?(2016)?316-323）、高溫固相法（如Effects?of?SubstitutingSr²⁺?and?Ba²⁺?for?Ca²⁺?on?the?Structural?Properties?and?PhotocatalyticBehaviors?of?CaIn₂O₄，?Chem.?Mater.?2004,?16,?1644-1649）、燃燒法、共沉淀法、水熱法（如納米CaIn₂O₄長方體的制備及可見光催化性能，唐新德，化工新型材料，45（6）,116-118，201706）。

三維分等級結構材料由于具有較大的比表面積和豐富的活性位點，表現出優異的光催化性能。目前，關于三維分等級結構CaIn₂O₄光催化劑鮮有報道。基于現有技術存在的以上問題，本發明的目的是提供一種快速合成具有三維分等級結構和較高催化活性的CaIn₂O₄半導體光催化劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三維分等級結構CaIn₂O₄半導體光催化劑及其制備方法，通過首先制備得到反應前驅體，然后選擇添加特定的復合形貌控制劑及其配比，獲得了納米片組裝的空心球結構。利用本發明制備得到的半導體光催化劑具有高的活性位點和優異的光催化性能。

本發明通過以下步驟來實現：

（1）原料配制：將乙二醇加入到去離子水中獲得混合溶劑，所述混合溶劑中乙二醇與去離子水的體積比為1：3-5；不斷攪拌條件下，將一定量的硝酸銦和尿素分別加入到上述混合溶劑中獲得硝酸銦溶液A和尿素溶液B，不斷攪拌條件下，將尿素溶液B滴加到硝酸銦溶液A中以獲得反應前驅體，繼續攪拌5-15min；所述硝酸銦溶液濃度為0.1mol/L,所述尿素溶液濃度為0.05-0.1mol/L；