The invention belongs to the technical field of photocatalytic material synthesis, and relates to a photo-responsive catalyst, in particular to a preparation method of a bismuth telluride (Bi2Te3) modified BiOCl to form a photo-responsive flower-like catalyst. The preparation method of the invention includes: firstly, super narrow bandgap semiconductor Bi2Te3 nanosheets are prepared by water/ethanol thermal method using tellurium powder, bismuth chloride (BiCl3), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and sodium borohydride (NaBH4) as raw materials; secondly, Bi2Te3 nanosheets, hydrochloric acid, citric acid and bismuth chloride are prepared by hydrolysis and deposition and precipitation to prepare flower-like photocatalysis. Agent. The invention also discloses the application of the prepared Bi2Te3/BiOCl complex in catalytic nitrogen fixation and ammonia production under light conditions. The synthesis process of the invention is simple, the raw material source is sufficient, the price is low, and the industrialization popularization is easy to realize. The test results show that the prepared catalyst has good photocatalytic performance in nitrogen fixation and ammonia production, and is easy to operate. It has the promotional role in photocatalytic green ammonia synthesis, and has the advantages of energy saving and environmental protection.
【技术实现步骤摘要】
碲化铋改性BiOCl形成光响应型花状催化剂的制备方法及其还原固氮产氨的应用
本专利技术属于光催化材料合成
,涉及光响应型催化剂,特别涉及一种碲化铋(Bi2Te3)改性BiOCl形成光响应型花状催化剂的制备方法及其还原固氮产氨的应用。
技术介绍
近几十年来,光催化技术的发展引起了人们越来越多的关注。在光催化降解有机污染物、产氢、二氧化碳还原、杀菌及固氮等诸多应用领域中,光催化固氮是当前光催化
研究的热点。光催化固氮产氨作为一种绿色的氨合成技术,可同时解决环境(低CO2排放)和能源(产氨)问题。在众多的光催化剂中,卤氧化铋(BiOX,X=Cl,Br,I)是研究较为广泛的一种半导体光催化剂。氯氧化铋(BiOCl)作为最常见的一种铋系半导体材料,其导带(CB)还原电位为-1.1eV,在光催化固氮应用过程具有较强的还原能力。然而,光激发所产生的光生电子-空穴复合率高,导致光量子效率低,光催化性能不突出,使得在实际应用中受到限制。因此,设计高活性的复合光催化剂成为光催化领域的研究重点,复合光催化剂设计是提升光催化活性的重要改性途径之一。选择带隙较窄的高活性半导体材料复合改性BiOCl,可有效提升光的吸收以及光激发空穴-电子的转移,从而降低光生空穴-电子复合率。CatalysisScience&Technology,2018,8(1):201-209,报道了通过二硫化钨(WS2)量子点掺杂改性BiOCl,通过二者的相互作用拓宽光的吸收范围以及降低光生空穴-电子的复合率;但该研究未涉及所制备光催化剂的还原性能测试。化工新型材料,2018,46(5):7 ...
【技术保护点】
1.一种碲化铋改性BiOCl形成光响应型花状催化剂的制备方法,其特征在于,制备步骤包括:(A)在搅拌条件下,向0.04mol/L的氯化铋水溶液中添加Bi2Te3纳米片,搅拌均匀得混合溶液,其中所述Bi2Te3纳米片添加量为氯化铋质量的2~20%;(B)向上述混合溶液中依次加入盐酸溶液和柠檬酸溶液,搅拌均匀;其中,所述盐酸溶液的浓度为0.01~0.2mol/L;柠檬酸溶液的浓度为0.1~2.0mol/L;所述混合溶液、盐酸溶液和柠檬酸溶液的体积比为100mL:10~100 mL:5~100 mL;(C)在搅拌条件下,将上述混合液加热至40~100℃,反应1~12h;(D)自然冷却至室温,用体积比为50%的乙醇溶液将所得产物洗涤3次,然后60℃烘12h,即得。
【技术特征摘要】
1.一种碲化铋改性BiOCl形成光响应型花状催化剂的制备方法,其特征在于,制备步骤包括:(A)在搅拌条件下,向0.04mol/L的氯化铋水溶液中添加Bi2Te3纳米片,搅拌均匀得混合溶液,其中所述Bi2Te3纳米片添加量为氯化铋质量的2~20%;(B)向上述混合溶液中依次加入盐酸溶液和柠檬酸溶液,搅拌均匀;其中,所述盐酸溶液的浓度为0.01~0.2mol/L;柠檬酸溶液的浓度为0.1~2.0mol/L;所述混合溶液、盐酸溶液和柠檬酸溶液的体积比为100mL:10~100mL:5~100mL;(C)在搅拌条件下,将上述混合液加热至40~100℃,反应1~12h;(D)自然冷却至室温,用体积比为50%的乙醇溶液将所得产物洗涤3次,然后60℃烘12h,即得。2.根据权利要求1所述碲化铋改性BiOCl形成光响应型花状催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(A)所述Bi2Te3纳米片,其制备步骤包括:A、在搅拌条件下,向60mL水/乙醇混合物中加入0.20gCTAB,并搅拌30min;其中,水/乙醇混合物中的乙醇体积为水体积的50%~200%,优选100%;B、依次加入0.38g碲粉和0.63g氯化铋,搅拌均匀;然后加入0.30g硼氢化钠作为还原剂,保持搅拌...
【专利技术属性】
技术研发人员:荣新山,刘爽,张晓颖,邱凤仙,吴智仁,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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