[發明專利]2D/2D片狀結構的Bi5

在審

• 申請號: 202310630823.1
• 申請日: 2023-05-31
• 公開（公告）號: CN116571255A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 馮勝;花靖皓;范魯芳;汪海洪
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;B01J37/10;B01J37/34;C01B32/40
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 李楠

本發明屬于納米復合材料與環境材料制備及其光催化還原COsubgt;2/subgt;的技術領域，涉及2D/2D片狀結構的Bisubgt;5/subgt;Osubgt;7/subgt;Br/NiFe?LDH復合材料及其制備方法，復合材料中質量比為1:0.5?2的Bisubgt;5/subgt;Osubgt;7/subgt;Br與NiFe?LDH以納米片狀緊密結合，獲得方法包括：將NiFe?LDH納米片加入Bisubgt;5/subgt;Osubgt;7/subgt;Br納米片的水分散液，超聲均勻后室溫攪拌至二者充分吸附結合，再加入乙醇，均勻混合后加熱蒸干至粉末，加熱溫度至多70攝氏度，再烘箱烘干。本發明利用簡單的超聲輔助水熱法制備Bisubgt;5/subgt;Osubgt;7/subgt;Br/NiFe?LDH復合材料，形貌為平狀附著結構，該材料具有吸附和光催化性能高，穩定性好等優點。

技術領域

本發明屬于納米復合材料與環境材料制備及其光催化還原CO₂的技術領域，涉及2D/2D片狀結構的Bi₅O₇Br/NiFe-LDH復合材料及其制備方法，具體為基于水熱法制備2D/2D結構Bi₅O₇Br/NiFe-LDH復合材料以及其性能研究。

背景技術

將CO₂光催化轉化為有價值的化學材料，例如CO，CH₄，CH₃OH和HCOOH，被認為是消除過量的CO₂的有效手段。然而，這種有前景的策略的實際應用往往受到電子-空穴對的復合和光生載流子的預期分離率的限制。BiOBr(Bi_xO_yBr_z)具有開放的層狀晶體結構，有助于相關原子和軌道的極化，有效地提高了電子和空穴的分離率。然而，純BiOBr材料具有高復合率和低光生電荷轉移效率的缺點，這限制了它們在光催化反應中的應用。層狀雙氫氧化物(LDH)獨特的層狀結構和可變的層間陰離子嵌入，它引起了廣泛的考慮成功地將CO₂還原為其他有價值的產品。LDHs是一類有機層狀材料，由帶正電的水蛭石狀主體層和大表面積的電荷平衡層間陰離子組成，這使其成為與催化劑或催化劑前體復合的優秀候選材料。中國專利文獻(公開號CN114985004A)公開了一種二維CdIn₂S₄/PDDA/二維NiFe-LDH光催化復合材料及其制備方法，但該復合材料主要是將二氧化碳還原為一氧化碳，甲烷獲得量較低，而且其存在復合材料制備較復雜的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種2D/2D片狀結構的Bi₅O₇Br/NiFe-LDH復合材料及其制備方法，所制得的光催化劑有效抑制了光生電子空穴對的復合，具有良好的可見光光催化活性，同時也具有大的比表面積，用于光催化還原CO₂高效制備CH₄。

為了實現上述的目的，本發明采用了以下的技術方案：

一種2D/2D片狀結構的Bi₅O₇Br/NiFe-LDH復合材料，用于光催化還原CO₂，包括Bi₅O₇Br納米片和緊密結合在Bi₅O₇Br納米片上的NiFe-LDH納米片，Bi₅O₇Br與NiFe-LDH的質量比為1:0.5-2。

進一步的，Bi₅O₇Br與NiFe-LDH的質量比為1:1。

本發明還提供了上述2D/2D片狀結構的Bi₅O₇Br/NiFe-LDH復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將設定量的Bi₅O₇Br納米片分散在去離子水中，超聲形成均勻分散液；