一种可见光下光解水产氧的氧化石墨炔纳米片及其制备方法以及应用技术

本发明专利技术提供了一种可见光下光解水产氧的氧化石墨炔纳米片的制备方法，本发明专利技术提供的制备氧化石墨炔纳米片的方法简单，高效，成本低廉。本发明专利技术制备得到的氧化石墨炔纳米片表面具有丰富的含氧官能团，在水中具有极好的分散性，有利于提高光吸收，该氧化石墨炔纳米片拥有均一的尺寸与超薄的厚度，有利于光生电子、空穴的分离与传输，提高可见光下光解水产氧的性能。本发明专利技术制备的氧化石墨炔纳米片材料在可见光范围具有较好的吸收，而且能带结构满足可见光照射下催化水分解生成氧气的要求，实现了高性能可见光解水产氧。并且，本发明专利技术制备的氧化石墨炔纳米片材料在近红外光(λ＝660nm)照射下，仍表现出优异的光解水产氧性能。

A Graphite Alkyne Oxide Nanosheet for Photolysis of Aquatic Oxygen under Visible Light and Its Preparation Method and Application

The invention provides a preparation method of graphite oxide alkyne nanosheet for photolysis of aquatic oxygen under visible light. The preparation method of graphite oxide alkyne nanosheet provided by the invention is simple, efficient and low in cost. The prepared graphite oxide alkyne nanosheet has abundant oxygen-containing functional groups on its surface, excellent dispersion in water, and is conducive to improving light absorption. The graphite oxide alkyne nanosheet has uniform size and ultra-thin thickness, is conducive to the separation and transmission of photogenerated electrons and holes, and improves photolysis water under visible light. Oxygen production performance. The prepared graphite oxide alkyne nanosheet material has good absorption in the visible light range, and its band structure meets the requirement of catalytic water decomposition to generate oxygen under visible light irradiation, thus realizing high-performance visible light decomposition of aquatic oxygen. Moreover, the graphite oxide alkyne nanosheet material prepared by the invention still exhibits excellent photolysis aquatic oxygen production performance under near infrared light (lambda=660 nm).

【技术实现步骤摘要】
一种可见光下光解水产氧的氧化石墨炔纳米片及其制备方法以及应用
本专利技术属于光解水制氧气
，具体涉及一种可见光下光解水产氧的氧化石墨炔纳米片及其制备方法。
技术介绍
利用半导体催化剂光催化水分解是将太阳能转化为化学能的高效途径，目前限制光催化水分解的最大障碍为水氧化半反应，水氧化生成氧气需要转移多个电子以及较高的过电势，是一个动力学滞后的过程。因此寻求一种高效、价格低廉的新型可见光解水产氧催化剂一直是该研究领域的热点与重点。现有可见光解水产氧催化剂主要为磷酸银、钒酸铋、氧化铁等金属类半导体，这些材料虽然已经在可见光催化水分解产氧领域进行了较深入的研究，但是由于它们带隙调控困难，通常需要与其他半导体复合构建异质结来获得较好的性能，同时该类半导体含有金属增加了催化剂的合成成本，不利于工业应用。另一类是基于氮化碳的有机半导体，这类半导体合成成本低廉，带隙可控，但是由于水氧化动力学滞后，其催化活性非常低，因此需要添加氧化钌、氧化铱、四氧化三钴等共催化剂，同样不利于工业应用。石墨炔是一种由sp与sp2杂化碳原子共同组成的新型二维有机半导体，由于其在可见光下具有较好的吸收而被成功应用于光催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可见光下光解水产氧的氧化石墨炔纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)采用混合强酸将石墨炔氧化，得到氧化石墨炔；B)利用液相超声剥离将所述氧化石墨炔剥离，离心分离后，得到氧化石墨炔纳米片。

【技术特征摘要】
1.一种可见光下光解水产氧的氧化石墨炔纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)采用混合强酸将石墨炔氧化，得到氧化石墨炔；B)利用液相超声剥离将所述氧化石墨炔剥离，离心分离后，得到氧化石墨炔纳米片。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合强酸选自浓硫酸和浓硝酸的混合酸，所述浓硫酸与浓硝酸的体积比为1:2～2:5。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)具体为：在0℃的条件下，将石墨炔加入至混合强酸中，得到混合物；将所述混合物在25±5℃的条件下进行氧化反应，得到氧化石墨炔。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述石墨炔与混合强酸的质量体积比为50mg:15ml～60mg:15ml。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述液相超声剥离采用的液相分散液为去离子水和浓盐酸的混合液，所述去离子水与浓盐酸的体积比为40ml:0.05ml～40ml:0.06ml。6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐航勋，麻晓宇，张震，张颖，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34