具有3D三相界面的仿生可漂浮光催化材料、制备方法及其在光催化氮还原合成氨中的应用技术

一种具有3D三相界面的仿生可漂浮光催化材料、制备方法及其在温和条件下光催化氮还原合成氨中的应用，属于光催化技术领域。本发明专利技术将亲水的BiVO4负载到疏水化试剂部分改性的泡沫上制备出具有亲水/疏水Janus可漂浮结构的仿生光催化剂体系。当光催化剂漂浮在空气

【技术实现步骤摘要】
具有3D三相界面的仿生可漂浮光催化材料、制备方法及其在光催化氮还原合成氨中的应用


[0001]本专利技术属于光催化
，具体涉及一种具有3D三相界面的仿生可漂浮光催化材料、制备方法及其在温和条件下光催化氮还原合成氨中的应用。

技术介绍

[0002]氨是氮肥的主要成分，也是公认的潜在能源或氢载体，对确保粮食安全和能源供应至关重要，从而使其成为全球经济链中的关键环节。目前，工业氨的生产主要依赖著名的Haber
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Bosch工艺，该工艺在苛刻的条件下(723
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923K和15
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35MPa)进行，导致了严峻的环境和能源问题。开发温和条件下高效氮气还原合成氨的替代材料和技术是一个迫在眉睫的课题。
[0003]光催化氮还原技术是利用太阳能和半导体光催化剂，以水为质子源，驱动氮气还原转化为氨的化学反应，提供了一种清洁的可用于替代能源密集型的Haber
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Bosch工艺。但目前光催化氮还原技术仍需改进，以满足工业生产的需求。因此，开发高效的光催化材料提高可见光的吸收、氮气的吸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有3D三相界面的仿生可漂浮光催化材料的制备方法，其步骤如下：1)将泡沫裁剪成1～3cm
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1～3cm
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1～3cm的长方体，并依次用去离子水和乙醇进行超声清洗，干燥后备用；2)配制疏水溶液：将疏水化试剂用溶剂分散形成疏水溶液，将疏水溶液选择性地涂覆在步骤1)中得到的泡沫上以获得部分改性的亲水/疏水Janus可漂浮材料；3)制备BiVO4前驱体溶液：将1～24mmolBi(NO3)3·
5H2O完全溶解在5～60mL、1M的HNO3水溶液中，并在室温下搅拌15～60min以形成均匀的溶液；然后向该溶液中加入2～12mmol NH4VO3并剧烈搅拌1～3h，得到BiVO4前驱体溶液；4)将步骤2)得到的部分改性的亲水/疏水Janus可漂浮材料浸入到步骤3)得到的BiVO4前驱体溶液中，并通过超声使得BiVO4无机半导体前驱体溶液被亲水/疏水Janus可漂浮材料均匀吸附；然后将反应体系转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，在60～80℃下保持10～20h，冷却到室温后，将得到部分改性的亲水/疏水Janus可漂浮材料分别用去离子水和乙醇洗涤3～5次，最后在50～70℃下干燥10～20h，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙航，王秀妍，师鑫鉴，尹升燕，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：