A preparation method of piezoelectric/photocatalytic material of KNbO3 nanowires coated with MoS2 nanosheets belongs to the field of photocatalysis. The present invention takes niobium powder (Nb), potassium hydroxide (KOH), sodium molybdate (Na2MoO4.2H2O) and thiourea (CN2H4S) as raw materials to prepare KNbO 3/MoS2 heterostructure piezoelectric/photocatalytic materials with good crystallinity by simple two-step hydrothermal method. The two-step hydrothermal method refers to the first hydrothermal reaction to synthesize KNbO 3 nanowires and the second hydrothermal reaction to synthesize KNbO 3/MoS2 heterostructure piezoelectric/photocatalytic materials. Material. The preparation method provided by the invention is simple, the experimental conditions are easy to control, and the photocatalytic performance is maximized by promoting the separation of photogenerated electrons and holes by innovatively utilizing the piezoelectric/ferroelectric characteristics. The significant improvement in catalytic performance is attributed to the synergistic effect of heterostructures and the effect of built-in electric field induced by mechanical vibration on charge separation.
【技术实现步骤摘要】
一种MoS2纳米片包覆KNbO3纳米线压电/光催化材料的制备方法
本专利技术涉及一种MoS2纳米片包覆KNbO3纳米线异质结构压电/光催化材料的制备方法,属于光催化材料制备
技术介绍
半导体光催化技术例如光催化产氢和光催化降解有机污染物,是解决世界能源危机和环境危机极具前景的方法。大量的半导体光催化剂包括金属氧化物、金属硫化物、钙钛矿金属氧化物等已经被广泛地探索。然而,光生电子和空穴的复合极大限制了光催化性能的提高。针对这一问题,许多修饰方法例如掺杂、共催化剂负载、纳米结构设计等已经被广泛的研究。然而,半导体光催化剂的光催化性能依然不令人满意。因此,有必要寻求一种能有效促进光生电子和空穴分离的方法。最近的研究表明压电/铁电材料诱导的內建电场能有效提高光催化性能。压电/铁电材料具有压电/铁电效应,当外力作用时,內建电场产生并作为一种驱动力促进光生电子和空穴的分离和转移,从而提高光催化性能。各种类型的压电/铁电材料已经被应用在光催化领域,例如ZnO、CdS、NaNbO3、BaTiO3和MoS2等。然而,单一压电/铁电材料几乎都具有宽禁带,仅能吸收紫外光,极大限制了催化活性的提高。文献表明,压电/铁电材料复合窄带隙半导体以构建异质结构光催化剂能有效提高对太阳光的利用率。KNbO3是一种典型的铁电体钙钛矿氧化物,自发极化产生內建电场,压电效应使其在外力作用时改变內建电场的大小。此外,KNbO3具有合适的能带位置和卓越的化学稳定性,因而吸引了研究者们的关注。由于MoS2本身具有非对称的晶体结构,在外力作用下,单层或几层的MoS2纳米片具有压电响应,內建电场 ...
【技术保护点】
1.一种MoS2纳米片包覆KNbO3纳米线压电/光催化材料的制备方法,其特征在于,以铌粉(Nb)、氢氧化钾(KOH)、钼酸钠(Na2MoO4·2H2O)、硫脲(CN2H4S)为原料,通过简单的两步水热法,制得结晶性良好的KNbO3/MoS2异质结构压电/光催化材料,所述的两步水热法指的是第一次水热反应合成KNbO3纳米线,第二次水热反应合成KNbO3/MoS2异质结构压电/光催化材料。
【技术特征摘要】
1.一种MoS2纳米片包覆KNbO3纳米线压电/光催化材料的制备方法,其特征在于,以铌粉(Nb)、氢氧化钾(KOH)、钼酸钠(Na2MoO4·2H2O)、硫脲(CN2H4S)为原料,通过简单的两步水热法,制得结晶性良好的KNbO3/MoS2异质结构压电/光催化材料,所述的两步水热法指的是第一次水热反应合成KNbO3纳米线,第二次水热反应合成KNbO3/MoS2异质结构压电/光催化材料。2.如权利要求1所述MoS2纳米片包覆KNbO3纳米线压电/光催化材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)第一步水热法合成了KNbO3纳米线,具体过程如下:首先用蒸馏水与KOH配成浓度为13mol/L的KOH溶液,然后加入金属铌粉,金属铌粉与溶液中KOH的比例为7.5-8.5wt%,磁力搅拌0.5-1.5h;最后将混合溶液转移至反应釜中,调节电热鼓风干燥箱的温度为140-160℃,时间为10-14h;待反应结束并冷却至室温后,用蒸馏水和酒精反复清洗白色沉淀,并将白色沉淀置于干燥箱中干燥得到KNbO3纳米线;(2)第二步水热法合成KNbO3/MoS2异质结构压电/光催化材料,具体过程如下:首先将Na2MoO4·2H2O和CN2H...
【专利技术属性】
技术研发人员:张波萍,贾淑帆,李顺,
申请(专利权)人:北京科技大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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