氮氧化物材料SmTiO2N的氮化合成及其在光催化领域中的应用制造技术

本发明专利技术属于新型氮氧化物材料制备领域，公开了一种采用复合金属的碱金属盐作为氮化前驱物，用于合成钐元素和钛元素的钙钛矿结构氮氧化物新材料的合成方法。该方法所采用的复合双金属的碱金属盐以化学式描述为MSmTiO4(M＝Li，Na，K)，其制备可以采用固相法快速、大量合成。氮化在通NH3的流动床中，高温800～950℃范围内氮化20～0.1h完成，生成对应的钙钛矿结构氮氧化物SmTiO2N。本发明专利技术首次合成SmTiO2N新组成氮氧化物材料，所合成的SmTiO2N为富含孔道的细颗粒粉末，吸光范围宽。应用于光催化染料降解、光催化水分解产氢和光催化水分解产氧反应均具有显著的光催化活性。应均具有显著的光催化活性。应均具有显著的光催化活性。

【技术实现步骤摘要】
氮氧化物材料SmTiO2N的氮化合成及其在光催化领域中的应用


[0001]本专利技术涉及一种钙钛矿结构氮氧化物钐钛氮氧半导体光催化剂的制备及其应用。

技术介绍

[0002]AB(O，N)3型氮氧化物材料因其新颖的光学，电学，磁学以及光催化等特性受到了广泛关注。这类氮氧化物相对于氧化物有着较低的理论带隙值(1.5～2.5eV)，能在可见光范围内(波长400～800nm)催化裂解水；同时，其兼具金属氧化物和氮化物的优点，有着良好的化学稳定性和热稳定性，在水和强酸强碱中很稳定，在空气中600℃以上、惰性气氛800℃以上才开始分解。其中，以镧系元素构成钙钛矿结构的A位元素，以钛元素作为B位元素，理论上可以合成一系列的钙钛矿结构氮氧化物。以研究广泛的LaTiO2N为例，其为立方晶系钙钛矿结构，其理论带隙值为2.0eV，催化效率高，是一种综合性能优良的可见光裂解水催化剂。此外，该类氮氧化物材料以其明亮的表观颜色还可被用作染料。
[0003]该类材料RTiO2N(以R代表镧系元素)，目前报道的有R＝La、Pr、Nd，且其合成方法都是以R2Ti2O7结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮氧化物材料，其特征在于，所述氮氧化物材料组成为SmTiO2N，所述SmTiO2N为钙钛矿结构。2.根据权利要求1所述的氮氧化物材料，其特征在于，所述氮氧化物材料的粒径为0.5～2μm；孔径为5～50nm；孔隙率为0.03～0.20cm3/g；吸光范围为200～600nm。3.一种权利要求1所述的氮氧化物材料的制备方法，其特征在于，所述方法为：S1：以钐和钛的复合碱金属盐为前驱体材料；S2：在含氨气的气流中，将所述前驱体材料进行氮化，得到钙钛矿结构氮氧化物材料；S3：采用浓酸溶液洗涤步骤S2氮化后的材料，以除去未完全氮化的前驱体，得到纯相的SmTiO2N。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钐和钛的复合碱金属盐的化学式为MSmTiO4，其中，M代表碱金属元素；所述复合碱金属盐中，Sm和Ti的化学计量比为1∶1。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述M包括Li、Na、K中的一种或多种。6.权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述NaSmTiO4和KSmTiO4的合成采用固相法；LiSmTiO4通过NaSmTiO4或者KSmTiO4与Li进行离子交换得到。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，氮化过程采用固定式流动床，所述含氨气的气流为为纯氨气气流或者惰性气体稀释氨气的混合气流，目标氮化温度为800～950℃，升...

【专利技术属性】
技术研发人员：章福祥，鲍云锋，祁育，郭向阳，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：