【技术实现步骤摘要】
黑磷负载氮化钨纳米片光催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及光催化材料，尤其是涉及一种黑磷负载氮化钨纳米片光催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
众所周知，氢气(H2)是一种绿色的可再生能源，可以使用太阳能从水中产生。此外，太阳能是所有清洁和可持续能源中最丰富的来源。为了缓解日益严重的能源危机，氢气逐渐变得越来越重要。因此，在过去的几十年中，光催化分解水产氢在不使用空穴猝灭剂引起了广泛的关注。但是充分利用太阳能资源是一项艰巨的任务。众所周知，近红外(NIR)光占据了太阳光的50％十分值得开发和利用。然而超过700nm的近红外区域的光子能量很小(小于1.77eV)和高的载流子复合率限制了近红外光催化反应的效率。因此，设计一种无需任何空穴猝灭剂的新型近红外响应分解水析氢的光催化剂是当务之急。众所周知，光催化剂的性能通常受以下主要因素影响：(1)光吸收的范围；(2)光生电子-空穴对的有效分离和快速转移；(3)光生电子与空穴之间库仑相互作用介导的激子效应。应该注意的是，理论上整个水分解的最小带隙是1.23eV，并且始终足够...
【技术保护点】
1.一种黑磷负载氮化钨纳米片光催化剂的制备方法，其特征在于，制备黑磷晶体，并通过高能球磨法改变黑磷晶体带隙，得到黑磷纳米片；制备氮化钨纳米片，并通过高能球磨法使氮化钨纳米片生长在黑磷纳米片的表面，得到黑磷负载氮化钨纳米片光催化剂。/n
【技术特征摘要】
1.一种黑磷负载氮化钨纳米片光催化剂的制备方法，其特征在于，制备黑磷晶体，并通过高能球磨法改变黑磷晶体带隙，得到黑磷纳米片；制备氮化钨纳米片，并通过高能球磨法使氮化钨纳米片生长在黑磷纳米片的表面，得到黑磷负载氮化钨纳米片光催化剂。
2.根据权利要求1所述的黑磷负载氮化钨纳米片光催化剂的制备方法，其特征在于，所述的黑磷晶体通过红磷矿化法获得，包括以下步骤：
(1-1)将红磷、锡粉和四碘化锡在真空中，以0.1-3℃/min的速度加热至630-680℃并保温3-8h；
(1-2)以0.1-3℃/min的速度冷却到400-600℃，再进行自然冷却；
(1-3)得到的产物通过洗涤除去过量的矿化剂，真空干燥并保存在惰性气体气氛中，得到所述的黑磷晶体。
3.根据权利要求2所述的黑磷负载氮化钨纳米片光催化剂的制备方法，其特征在于，红磷矿化法制备黑磷晶体的过程中，包括以下条件中的任一项或多项：
(i)步骤(1-1)中，所述的红磷、锡粉和四碘化锡的质量之比为400-600:20-60:10-30；
(ii)步骤(1-1)中，红磷在使用前加入去离子水中，并在150-190℃的水热反应条件下水热18-24h，以除去氧化物层；
(iii)步骤(1-1)中，以1-1.5℃/min的速度加热至640-660℃并保温5h；
(iv)步骤(1-3)中，洗涤使用热甲苯和丙酮，并洗涤多次；
(v)步骤(1-3)中，所述的惰性气体为氩气。
4.根据权利要求1或2所述的黑磷负载氮化钨纳米片光催化剂的制备方法，其特征在于，高能球磨法得到黑磷纳米片的过程包括以下步骤：
(2-1)将黑磷晶体与不锈钢小球和氧化锆小球，以80:1-20:1的球粉质量比添加到球磨罐中，黑磷晶体的质量与球磨罐的容积之比为0.3-2g:50-200cm3；
(2-2)在惰性气体气氛下，以300-600r/min的转速进行球磨过程10-30小时，
(2-3)球磨后，收集获得的样品并在惰性气体气氛下保存，得到所述的黑磷纳米片。
5.根据权利要求4所述的黑磷负载氮化钨纳米片光催化剂的制备方法，其特征在于，高能球磨法得到黑磷纳米片的过程中，包括以下条件中的任一项或多项：
(i)高能球磨法采用的设备为行星式球磨机；
(ii)步骤(2-1)中，黑磷晶体的质量与球磨罐的容积之比为0.5-1.5g:50-200cm3；
(iii)步骤(2-2)和(2-3)中，所述的惰性气体为氩气。
6.根据权利要求1所述的黑磷负载氮化钨纳米片光催化剂的制备方法，其特征在于，所述的氮化...
【专利技术属性】
技术研发人员：闵宇霖，徐书，张荣军，时鹏辉，范金辰，徐群杰，朱晟，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。