一种稀土元素掺杂铌酸锂复合光催化材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于化工新材料领域，特别涉及一种稀土元素掺杂铌酸锂复合光催化材料及其制备方法与应用。通过溶胶‑凝胶法将稀土上转换发光元素RE掺杂进LiNbO3晶格。通过RE的上转换发光效应，将近红外光或可见光上转换为可见光或紫外光，间接地提高了稀土元素掺杂铌酸锂复合光催化材料的太阳光利用率。在LiNbO3中引入杂质能级降低带宽，使其能够在可见光波段激发，扩大光响应范围，提高太阳光的利用率，从而大大提高了稀土元素掺杂铌酸锂复合光催化材料的光催化效果。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土元素掺杂铌酸锂复合光催化材料及其制备方法与应用
本专利技术属于化工新材料领域，特别涉及一种稀土元素掺杂铌酸锂复合光催化材料及其制备方法与应用。
技术介绍
自然界中固定氮的方法主要是通过闪电和微生物固氮，然而自然界中固定的氮远远满足不了工、农业生产的需求。目前工业上广泛应用的人工固氮方法是Haber-Bosch法工业固氮产氨，但是该方法对设备要求高，能耗大，污染严重。因此，开发和发展绿色清洁，低能耗的人工固氮工艺具有重要的社会意义。随着多相光催化技术的不断发展，光催化固氮产氨技术受到了研究者广泛的关注。近年来，非线性光学材料在光催化领域得到了应用。非线性光学材料具有通过自由电子和空穴或离子以及吸附在表面上的分子自发极化的独特性质。内部偶极场产生带电表面，然后触发光生电荷载流子向相反方向移动。这可以减轻电子-空穴复合的问题，与常规半导体相比，它改善了光催化活性和稳定性。铌酸锂(LiNbO3)作为一种特定的非线性光学材料的光催化剂，KenjiSaito等人(DaltonTrans.,2011,40)证明LiNbO3能够通过非线性光学特性和负导带值裂解水以产生氢。哈尔滨工业大学Guo本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土元素掺杂铌酸锂复合光催化材料，其特征在于：所述光催化材料由铌酸锂(LiNbO3)和稀土离子(RE)组成，其中，光催化材料中各组分的摩尔比为[Li+]:[Nb5+]:[RE]＝1:1:x，x的范围是0.1mol％‑5.0mol％；RE包括Ce3+、Pr3+、Er3+、Tm3+，Yb3+、Y3+、Sm3+、La3+。

【技术特征摘要】
1.一种稀土元素掺杂铌酸锂复合光催化材料，其特征在于：所述光催化材料由铌酸锂(LiNbO3)和稀土离子(RE)组成，其中，光催化材料中各组分的摩尔比为[Li+]:[Nb5+]:[RE]＝1:1:x，x的范围是0.1mol％-5.0mol％；RE包括Ce3+、Pr3+、Er3+、Tm3+，Yb3+、Y3+、Sm3+、La3+。2.一种如权利要求1所述的稀土元素掺杂铌酸锂复合光催化材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法具体步骤如下：(1)将氢氧化铌(H5Nb3O10)分散到50ml的0.2mol/L的草酸溶液中，转子搅拌，水浴锅加热，形成透明溶液；(2)在步骤(1)形成的透明溶液中滴入氨水溶液，至白色沉淀完全析出；(3)取步骤(2)中沉淀得到的下层悬浊液，采用离心机离心沉淀物，蒸馏水洗涤，离心两次，每次在8000r/min的转速下离心2min；(4)将步骤(3)中经洗涤，离心后的沉淀物溶解于100mL0.04mol/L的柠檬酸溶液中，将一水合氢氧化锂(LiOH·H2O)和水合硝酸稀土化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李霞章，何承溧，沈小华，左士祥，姚超，刘文杰，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32