一种宽光谱驱动的枝状异质结构光催化剂及制备方法技术

一种宽光谱驱动的枝状异质结构光催化剂，它是将Au纳米粒子组装在TiO2纳米纤维内部及表面，再将W18O49纳米线生长在Au纳米粒子修饰的TiO2纳米纤维表面，从而分级构筑的W18O49/TiO2/Au枝状异质结构；其制备方法主要是：将冰醋酸、钛酸丁酯、氯金酸与聚乙烯吡咯烷酮加入无水乙醇中，再利用静电纺丝技术制备氯金酸/钛酸丁酯/聚乙烯吡咯烷酮复合纳米纤维，高温煅烧获得TiO2/Au复合纳米纤维；将六羰基钨溶于无水乙醇中，再加入上述所制得的TiO2/Au复合纳米纤维，进行溶剂热反应，制得W18O49/TiO2/Au枝状异质结构光催化剂。本发明专利技术的光催化材料具有近似全太阳光谱的光吸收、较高的载流子分离效率和较低的产氢过电势等优点。

Wide spectrum driven dendritic heterostructure photocatalyst and preparation method thereof

A wide spectrum of driven dendritic heterostructure photocatalyst, which is Au nanoparticles were assembled on the TiO2 nanofibers and internal surface, the surface of TiO2 nanofiber W18O49 nanowires grown in Au nanoparticles, so as to build the hierarchical W18O49/TiO2/Au branched heterojunction structure; the preparation method is: acetic acid butyl titanate, chloroauric acid and polyvinylpyrrolidone added ethanol, preparation of HAuCl4 / butyl titanate / PVP composite nanofibers by electrospinning and calcination to obtain TiO2/Au composite nano fiber; six tungsten carbonyl dissolved in anhydrous ethanol, adding the TiO2/Au composite nano fiber the prepared, through the solvothermal reaction to prepare W18O49/TiO2/Au dendritic heterostructure photocatalysts. The photocatalysis material of the invention has the advantages of approximate absorption of the whole solar spectrum, higher carrier separation efficiency and lower hydrogen producing overpotential, etc..

【技术实现步骤摘要】
一种宽光谱驱动的枝状异质结构光催化剂及制备方法
本专利技术涉及一种光催化剂及制备方法。
技术介绍
：随着煤炭、石油等化石燃料的逐渐枯竭，能源短缺问题日益加剧，现已成为困扰人类生存的世界性难题。半导体光催化技术的诞生不仅为环境治理提供了一种绿色方法，同时也为太阳能与燃料能源转换开辟了一条充满希望的崭新途径。以半导体纳米材料为光催化剂可以将低密度的太阳能有效地转化为高密度的化学能。例如，通过光解水或光致载氢有机分子还原反应可以获得目前最为理想的能源之一—氢能，其燃烧时不仅可以释放巨大能量，而且生成的产物是零污染的水。这一方面降低了环境污染，另一方面又将太阳能有效的转化成为了燃料能源。在众多传统半导体光催化材料中，TiO2以其活性高、稳定性好、无毒等优点而被广泛关注。然而，该光催化材料依然存在一些重要缺点，制约其发展：(1)光吸收的阈值波长小于400nm，因此只能利用占太阳光能量4％左右的紫外光，限制了其对太阳光谱中含量丰富的可见光和红外光的利用；(2)其光生载流子复合较快，降低了其量子产率；(3)产氢过电势较高，抑制了光能转换效率。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种具有近似全太阳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽光谱驱动的枝状异质结构光催化剂，其特征在于：它是将粒径为5～15nm的Au纳米粒子分布在直径为200～500nm、长度为5～30μm的TiO2纳米纤维的表面及内部，再将直径为5～60nm、长度为200～900nm的W18O49纳米线生长在Au纳米粒子修饰的TiO2纳米纤维表面，分级组装构筑的W18O49/TiO2/Au枝状异质结构光催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种宽光谱驱动的枝状异质结构光催化剂，其特征在于：它是将粒径为5～15nm的Au纳米粒子分布在直径为200～500nm、长度为5～30μm的TiO2纳米纤维的表面及内部，再将直径为5～60nm、长度为200～900nm的W18O49纳米线生长在Au纳米粒子修饰的TiO2纳米纤维表面，分级组装构筑的W18O49/TiO2/Au枝状异质结构光催化剂。2.权利要求1的一种宽光谱驱动的枝状异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于：1)将Au纳米粒子组装在TiO2纳米纤维矩阵内部及表面：首先，将冰醋酸与钛酸丁酯加入无水乙醇中，三者的体积比为，冰醋酸：钛酸丁酯：无水乙醇＝1～3：1～3：3～8，然后将高分子聚乙烯吡咯烷酮按照其与钛酸丁酯质量比，即聚乙烯吡咯烷酮：钛酸丁酯＝0.15～0.4:1溶于上述溶液中；接着，再将氯金酸按照其与钛酸丁酯的质量比，即氯金酸：钛酸丁酯＝0.5～1.5:100溶于装有钛酸丁酯和聚乙烯吡咯烷酮的乙醇/冰醋酸混合溶液中，配制成氯金酸/钛酸丁酯/聚乙烯吡咯烷酮的前驱体溶液；然后，利用静电纺丝技术制备氯金酸/钛酸丁酯/聚乙烯吡咯烷酮复合纳米纤维，即将该前驱体溶液装入静电纺丝设备中，调整纺丝电压8～16KV，接收距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振翼，姜小艺，刘奎朝，吕娜，董斌，
申请(专利权)人：大连民族大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21