[發明專利]一種原位生長的三元復合光催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110698670.5
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113600210B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 代凱;趙志偉;張金鋒
• 申請（專利權）人: 淮北師范大學
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;C01B32/40;B01D53/86;B01D53/62
• 代理公司: 深圳市弘為力創知識產權代理事務所(普通合伙) 44751
• 代理人: 康曉春

本發明公開了一種原位生長的三元復合光催化劑及其制備方法和應用。所述制備方法包括如下步驟。S1：提供鉍源、釩源、表面活性劑、鎘源、錳源、硫源、二元混合溶劑。S2：鉍源、釩源和表面活性劑混合，加熱處理后得到釩酸鉍。S3：鎘源、錳源和硫源加入二元混合溶劑中，得到混合溶液。S4：將釩酸鉍加入混合溶液中微波水熱反應。所述鉍源、釩源和表面活性劑的質量比為0.5～0.97：001～0.05：0.1～0.8。所述三元復合光催化劑，其物質組成上兼具釩酸鉍、硫化鉍和錳鎘硫。本發明的制備方法增加反應活性位點，在基體內原位生成硫化鉍增強相來進行強化，得到的三元復合光催化劑在結構上具有大面積接觸界面，在還原二氧化碳時的處理效率高。

技術領域

本發明涉及能源環境及納米材料制備技術領域，具體涉及一種原位生長的三元復合光催化劑的制備方法，還涉及采用所述制備方法制備得到的的三元復合光催化劑、所述三元復合光催化劑的應用。

背景技術

隨著人們對經濟快速增長的過度追求，大量的工業廢氣和汽車尾氣增加了大氣和地球溫度中的二氧化碳含量。近年來，“低碳經濟”的可持續發展模式已逐漸為公眾所關注和認可。探索和利用高效新型能源成為人們亟待解決的問題。太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔可再生能源，據估計，太陽能的總貯量可維持上百億年，且使用不會帶來環境污染的問題，是完全環境友好的能源。太陽能的利用方式是多種多樣的。如通過太陽能熱水器將太陽能轉化為熱能、太陽能電站通過光伏電池陣列將太陽能轉化為電能、通過植物的光合作用將太陽能轉化為生物質能。除上述利用方式外，近年來太陽能轉化為化學能也受到了研究人員的廣泛關注。

光催化技術基于光催化劑的幫助，將太陽能轉化為化學能進行利用。使用時，施加光照，光催化劑將水分解為氫氣，將二氧化碳還原為一氧化碳、甲烷和甲醇等，從而降解有機污染物質。當下光催化劑的制備存在，不能制備得到光催化活性高和增強相結合強度高的光催化劑，導致光催化劑在還原二氧化碳時的處理效率低，應用受限的問題。

發明內容

針對現有技術的問題，本發明提供一種原位生長的三元復合光催化劑及其制備方法和應用，以解決當下制備方法不能制備得到光催化活性高和增強相結合強度高的光催化劑，導致光催化劑在還原二氧化碳時的處理效率低，應用受限的問題。

本發明采用以下技術方案實現：

一種原位生長的三元復合光催化劑的制備方法，包括如下步驟：

S1：提供鉍源、釩源、表面活性劑、鎘源、錳源、硫源、二元混合溶劑；

S2：將所述鉍源、釩源和表面活性劑進行混合反應，加熱處理后得到釩酸鉍，備用；

所述鉍源、釩源和表面活性劑的質量比為0.5～0.97：001～0.05：0.1～0.8；

S3：將所述鎘源、錳源和硫源加入所述二元混合溶劑中，得到混合溶液；

所述鎘源、錳源和硫源的摩爾比為0.1～1：0.1～1：1～6；

其中，所述鉍源與錳源的質量比為0.001～0.2：0.3；

所述鎘源與二元混合溶劑的質量體積比為0.1～0.4：20～40；

S4：將所述釩酸鉍加入所述混合溶液中進行微波水熱反應，得到三元復合光催化劑

所述三元復合光催化劑，其物質組成上兼具釩酸鉍、硫化鉍和錳鎘硫。

作為上述方案的進一步改進，所述鉍源采用氯化鉍、硝酸鉍、乙酸鉍和磷酸鉍中的至少一種；

所述釩源采用釩酸鈉、釩酸鉀、釩酸鈣和釩酸鎂中的至少一種。

作為上述方案的進一步改進，所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鈣。