[發(fā)明專利]一種Z型ZnO/Au/g-C3 有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010840930.3 | 申請日： | 2020-08-20 |
| 公開（公告）號： | CN112138695B | 公開（公告）日： | 2023-02-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李鑫;王會琴;蔣浩鵬;高明;朱志;馬長暢;霍鵬偉 | 申請（專利權(quán)）人： | 江蘇大學 |
| 主分類號： | B01J27/24 | 分類號： | B01J27/24;C01B32/40;C10L3/08 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 212013 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 zno au base sub | ||
本發(fā)明屬于新能源轉(zhuǎn)化材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種Z型ZnO/Au/g?C3N4復合膜光催化材料的制備方法與用途，具有等離子體共振增強效應。首先通過溶劑熱法制備出ZnO微米針薄膜材料，再經(jīng)過離子吸附?紫外光還原過程，制備出ZnO/Au微米針薄膜。最終經(jīng)過吸附?煅燒處理制備出ZnO/Au/g?C3N4三元微米針薄膜雜化材料；本發(fā)明通過簡單的制備手段和簡便的操作流程制備出具有等離子體共振效應增強的Z型ZnO/Au/g?C3N4復合膜光催化材料用以CO2分子的光催化轉(zhuǎn)化碳基燃料過程，并且不會造成資源浪費與二次污染的形成，是一種綠色環(huán)保高效污染處理光催化劑。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于新能源轉(zhuǎn)化材料的設(shè)計及制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及了一種Z型ZnO/Au/g-C3N4復合膜光催化材料的制備方法與應用。
背景技術(shù)
工業(yè)對化石能源的過度依賴以及大氣中二氧化碳濃度的上升，已經(jīng)引起了人們對未來能源結(jié)構(gòu)和環(huán)境質(zhì)量惡化的擔憂。陽光驅(qū)動的光催化CO2還原技術(shù)模擬綠色植物的光合作用，是緩解嚴重能源危機和環(huán)境問題的一種理想的、有前景的能量轉(zhuǎn)換方法。然而，光催化還原 CO2是一個上升的反應，吉布斯自由能增加，這使這個過程的熱力學困難。此外，傳統(tǒng)半導體光催化技術(shù)面臨著光吸收能力有限、光電轉(zhuǎn)換效率低、催化劑內(nèi)載流子復合率高、電子轉(zhuǎn)移效率低、產(chǎn)物選擇性差等重要挑戰(zhàn)。因此，構(gòu)建高還原能力、高光電轉(zhuǎn)換效率、高載流子遷移能力的光催化材料是CO2光還原過程的關(guān)鍵。在過去的幾十年里,科學家已經(jīng)進行了大量的實驗和理論研究,對提高光致還原作用和各種想法在半導體開發(fā)性能,就像建設(shè)異質(zhì)結(jié),金屬/非金屬元素摻雜、與其他類型材料構(gòu)筑雜化材料等等。
以上這些策略對提高催化劑的光還原性能均具有一定的提高作用，由于具有高效氧化還原能力和載流子分離效率構(gòu)建Z型電子傳輸機制的異質(zhì)結(jié)引起了廣泛的研究熱情在光催化領(lǐng)域。與其他改性思路相比，利用少量具有高LSPR效應的貴金屬納米粒子對半導體材料進行改性構(gòu)建金屬/半導體雜化材料是一種非常穩(wěn)定且有前景的光催化CO2還原方法。等離子體納米粒子的表面將會有許多高能熱電子，它們在特定波長的光激發(fā)下可以直接參與CO2的光還原過程。同時，半導體與等離子體激元之間會產(chǎn)生很強的局部電磁場，可以提高半導體材料中載流子的轉(zhuǎn)移分離效率，從而提高雜化材料的光還原性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用煅燒法，首先通過溶劑熱法制備出ZnO微米針薄膜材料，再經(jīng)過離子吸附- 紫外光還原過程，制備出ZnO/Au微米針薄膜；最終經(jīng)過吸附-煅燒處理制備出ZnO/Au/g-C3N4三元微米針薄膜，在全光譜照射下用以光催化CO2轉(zhuǎn)化CO及CH4氣體燃料領(lǐng)域。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
一種Z型ZnO/Au/g-C3N4復合膜光催化材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)ZnO微米針薄膜材料的制備：
以水和乙二胺混合物作為溶劑，鋅片作為鋅源及生長基片，水熱反應后取出，水、醇沖洗后干燥，最后再經(jīng)過煅燒，即可得到ZnO微米針薄膜材料；
(2)ZnO/Au微米針復合材料(ZA)的制備：
將步驟(1)中所制備的ZnO微米針薄膜材料浸沒在一定濃度的HAuCl4·4H2O水溶液當中，吸附一定時間后，再將其置于紫外燈下照射一定時間，此過程稱為一個吸附-還原過程，經(jīng)1次或重復數(shù)次吸附-還原過程后，再經(jīng)過煅燒處理，即可得到二元復合材料，即ZnO/Au 微米針復合材料；
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