含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片光催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了含氧空缺的过渡金属（铁、钼、镍）掺杂的BiOBr纳米片光催化剂及其制备方法，以及光催化还原氮气产氨的应用。以五水合硝酸铋、溴化钾和金属盐（无水氯化铁、钼酸钠、二水合氯化镍）为原料，通过水热法合成了过渡金属掺杂的BiOBr纳米片，用二次溶剂热法处理得到含氧空缺的过渡金属掺杂BiOBr纳米片光催化剂。本发明专利技术方法制备过程简单，以可见光为驱动能、水为反应溶剂，首次将含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片用于光催化还原氮气产氨，具有高催化活性，有利于环境和能源的可持续发展。

【技术实现步骤摘要】
含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片光催化剂及其制备方法和应用
本专利技术属于催化剂制备以及环境和能源的可持续发展
，具体涉及一种含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片光催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
氮气作为大气的主要成分，在自然界中容易获得。它所含的氮元素是所有生物构建蛋白质和其他生物分子的必不可少的元素。由于惰性N≡N键拥有极强的键能，很难被破坏，因此实现氮气高效利用的问题已面临长久的严峻挑战。目前，工业上实现氮气转化为氨主要采用了哈伯-博施（Haber-Bosch）工艺，该工艺在高温（673-873K）和强压（15-25MPa）下将空气中的氮气和甲烷蒸汽中的氢气还原为氨。但是，这种操作消耗了大量的化石燃料，对环境并不友好。相比之下，光催化氮气转化技术作为一项绿色技术，以太阳能为驱动力，以水作为氢来源，为哈伯-博施工艺的未来应用提供了一种有希望的替代途径。BiOBr纳米片，是一种三元二维纳米材料。由于具有可见光下响应，且具有化学稳定性，低毒性，使其在光催化固氮方面获得了极大的关注。然而，由于BiOBr材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片光催化剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：/n（1）水热法制备过渡金属掺杂的BiOBr纳米片：/n将过渡金属盐溶液加入到含硝酸铋的硝酸溶液中，搅拌均匀后；逐滴加入溴化钾溶液，混合均匀后用氨水将混合溶液pH调至中性，然后将混合溶液加入高压釜中，在433 K下保持18h，再冷却至室温，收集沉淀，再经洗涤、在333 K下干燥12h，得到不含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片；/n（2）二次溶剂热法制备含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片光催化剂：/n将步骤（1）中制得的不含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片超声分散到乙二醇中，搅拌1...

【技术特征摘要】
1.一种含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片光催化剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）水热法制备过渡金属掺杂的BiOBr纳米片：
将过渡金属盐溶液加入到含硝酸铋的硝酸溶液中，搅拌均匀后；逐滴加入溴化钾溶液，混合均匀后用氨水将混合溶液pH调至中性，然后将混合溶液加入高压釜中，在433K下保持18h，再冷却至室温，收集沉淀，再经洗涤、在333K下干燥12h，得到不含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片；
（2）二次溶剂热法制备含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片光催化剂：
将步骤（1）中制得的不含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片超声分散到乙二醇中，搅拌1h，然后置于不锈钢高压釜中，在433K下保持12h，再冷却至室温，收集沉淀，经洗涤、干燥,得到含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片光催化剂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述含硝酸铋的硝酸溶液中硝酸铋浓度为48.5g/L，硝酸浓度为63g/L；所述溴化钾浓度为23.8g/L；所述过渡金属盐浓度为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐艺军，陈雪，唐紫蓉，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35