通过调控禁带宽度增强铁电材料可见光催化性能的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过调控禁带宽度增强铁电材料可见光催化性能的方法，采用高温‑真空金属还原的方法来制备黑色铁电材料粉体，通过在材料表面引入氧空位来调节铁电材料的禁带宽度，使得材料的光吸收范围得到有效扩展，从而增加光生载流子浓度，达到提升材料可见光催化性能的目的。与现有技术相比，本发明专利技术为增强铁电材料(尤其是宽带隙铁电材料)的可见光催化性能提供了简便有效的途径。

Enhancement of visible light photocatalytic properties of ferroelectric materials by controlling gap width

The invention relates to a method of enhancing the visible light catalytic performance of ferroelectric materials by regulating the band gap, using a high temperature vacuum metal reduction method to prepare the black ferroelectric material powder. By introducing oxygen vacancies on the surface of the material to regulate the band gap of the ferroelectric material, the optical absorption range of the material is effectively expanded. In order to increase the photo carrier concentration and enhance the visible light photocatalytic performance of the material. Compared with the existing technology, the invention provides a simple and effective way to enhance the visible light photocatalytic performance of ferroelectric materials, especially the wide band gap ferroelectric materials.

【技术实现步骤摘要】
通过调控禁带宽度增强铁电材料可见光催化性能的方法
本专利技术涉及增强铁电材料可见光催化性能的方法，尤其是涉及一种通过调控禁带宽度增强铁电材料可见光催化性能的方法。
技术介绍
以光能驱动的半导体光催化技术被认为是解决目前全球性环境恶化和能源危机最具潜力的手段之一。光催化技术是利用光响应材料吸收太阳光来产生电子-空穴对，从而与外界产生氧化-还原反应。虽然铁电材料中的自发极化可促使材料内部形成统一的内电场，能够有效分离光生电子和空穴，减少光催化反应过程中的电子与空穴的复合率，从而提高光催化性能。但是，目前这些铁电光催化材料的太阳能转化效率还比较低，主要是由于其内在的宽带隙结构，使其对太阳能的利用率低下，极大地制约了其实际应用。紫外光在太阳光能中所占比例不到5％，而可见光占比高达45％，若在可见光催化性能方面取得突破，对解决环境和能源问题具有重要意义。目前，调控铁电材料禁带宽度的报道大都局限于制备窄带隙铁电新化合物和复合材料，对于已知铁电材料中禁带宽度的调控手段极其缺乏。而新化合物的制备具有不可控性和不可预知性，又由于复合材料的制备工艺复杂且可控性差，从技术的角度上来说，通过简单直接的方式调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过调控禁带宽度增强铁电材料可见光催化性能的方法，其特征在于，采用高温‑真空金属还原的方法来制备黑色铁电材料粉体，通过在材料表面引入氧空位来调节铁电材料的禁带宽度，使得材料的光吸收范围得到有效扩展，从而增加光生载流子浓度，达到提升材料可见光催化性能的目的。

【技术特征摘要】
1.一种通过调控禁带宽度增强铁电材料可见光催化性能的方法，其特征在于，采用高温-真空金属还原的方法来制备黑色铁电材料粉体，通过在材料表面引入氧空位来调节铁电材料的禁带宽度，使得材料的光吸收范围得到有效扩展，从而增加光生载流子浓度，达到提升材料可见光催化性能的目的。2.根据权利要求1所述的一种通过调控禁带宽度增强铁电材料可见光催化性能的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1)将纯净的铁电材料粉末均匀铺在坩埚中，形成厚度小于1mm的粉体薄层；2)另取金属粉末，置于若干坩埚中；3)将步骤1)和步骤2)所述坩埚移至管式炉中，步骤1)所述坩埚置于管式炉中心位置，步骤2)所述坩埚环绕放置于步骤1)所述坩埚的四周；4)将管式炉抽真空至-0.1MPa以下，关闭阀门使管式炉内形成独立的封闭体系；5)设置程序升温至600～900℃，真空条件下煅烧6～24h；6)将上述混合物淬火至室温，铁电材料得到黑化；7)将上述铁电材料清洗后，并超声处理，干燥处理，收集黑化后的铁电材料粉末，黑化后的铁电材料粉末可见光催化性能有显著提升。3.根据权利要求2所述的一种通过调控禁带宽度增强铁电材料可见光催化性能的方法，其特征在于，所述的铁电材料为具有光催化活性的铁电粉体材料。4.根据权利要求2所述的一种通过调控...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾涛，张刚华，曹剑武，李精，
申请(专利权)人：上海材料研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31