光催化固氮Zn掺杂氧化铟光触媒材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种光催化固氮Zn掺杂氧化铟光触媒材料及其制备方法和应用，该光触媒材料为铁锰矿型金属氧化物，其微观形貌呈球型，粒径为20‑80nm，分子式为In1‑xZnxO3，其中，0＜x≤0.15，通过水热法制备碳球，之后将碳球氨化得到碳球模板，以碳球为模板通过溶剂热方法合成制备。本发明专利技术通过Zn掺杂，调控立方铁锰矿结构In2O3的氧空位浓度，提高光催化固氮合成氨性能，具有良好的可见光吸收、较大的比表面积、富含氧空位，有利于对氮气的吸附与N≡N键的解离，在光催化固氮合成氨的应用中表现出优异的化学稳定性，可实现循环利用。

【技术实现步骤摘要】
光催化固氮Zn掺杂氧化铟光触媒材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及半导体光催化固氮合成氨
，具体为一种光催化固氮Zn掺杂氧化铟光触媒材料及其制备方法和应用。
技术介绍
氨是现代化工的大宗产品，也是农业发展的基本保障，合成氨工业在国民经济中占有举足轻重的地位。目前游离氮固定主要通过生物过程和化学过程两种途径，虽然生物固氮条件温和、反应高效，但是仅能发生在少数植物和微生物体内，难以实现大规模生产应用。20世纪早期的Haber-Bosch(H-B)工艺首次在工业上通过化学反应合成氨，使得肥料的生产发生了变革并导致了粮食生产方式的根本变化，如今人类生活中约50％的氮原子仍来源于这单一的工业过程，然而传统H-B工业合成氨会消耗近2％的世界能源总供给并伴随着大量温室气体排放，因此在全球面临粮食、能源、环境危机时，寻找一种高效、节能、环保的人工固氮方法已迫在眉睫。由于N≡N键能非常大(946kJ·mol1)，反应活化能很高，常温下在化学反应中破坏N≡N键十分困难，因此化学固氮的关键在于N≡N键的活化。在生物途径中，钼铁辅因子作为固氮酶有效的N2吸附活化位点起着至关重要的作用，受生物固氮启发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化固氮Zn掺杂氧化铟光触媒材料，其特征在于，该光触媒材料为铁锰矿型金属氧化物，其微观形貌呈球型，粒径为20‑80nm，分子式为In1‑xZnxO3，其中，0＜x≤0.15。

【技术特征摘要】
1.一种光催化固氮Zn掺杂氧化铟光触媒材料，其特征在于，该光触媒材料为铁锰矿型金属氧化物，其微观形貌呈球型，粒径为20-80nm，分子式为In1-xZnxO3，其中，0＜x≤0.15。2.如权利要求1所述的一种光催化固氮Zn掺杂氧化铟光触媒材料的制备方法，其特征在于，通过水热法制备碳球，之后将碳球氨化得到碳球模板，以碳球为模板通过溶剂热方法合成制备，具体步骤为：(1)将葡萄糖溶解在去离子水中，并进行水热反应，清洗烘干得到常规碳球；(2)将常规碳球置于氨气气氛中热处理，得到氨处理碳球；(3)将锌源、铟源溶解于溶剂中，搅拌后加入氨处理碳球，超声使碳球分散均匀后转移到水热反应釜中进行水热反应，反应结束待反应釜冷却完全后，离心分离沉淀、洗涤、干燥、煅烧，即得到产品。3.根据权利要求2所述的一种光催化固氮Zn掺杂氧化铟光触媒材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)葡萄糖水热反应在水...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓翔，寒日，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31