【技术实现步骤摘要】
一种二维Ti
0.91
O2单层纳米片上负载Cu单原子的方法
[0001]本专利技术涉及一种在二维原子级超薄纤铁矿相Ti
0.91
O2单层纳米片上负载高度分散的Cu单原子结构的制备方法以及此光催化CO2还原的应用,属于新材料
技术介绍
[0002]人类活动以及工业发展加速了全球能源消耗,2021年全球能源消耗预计超过了600EJ,而其中80%的能源供给来自于化石燃料。过度依赖不可再生的化石燃料导致了能源危机,且过量排放的CO2引发了全球气候变暖等问题。近些年,人们提出对于CO2进行捕获、转化,实现碳循环,以解决能源环境问题。其中,光催化CO2还原,直接利用清洁、可再生的太阳能,在合适的催化剂的作用下,将CO2和水转化为高价值的燃料以及原料,完成碳循环,是实现生态文明、可持续发展的理想途径。目前,光催化CO2还原的主要产物为C1产物,例如CO和CH4;少部分催化剂可以实现C2产物,例如C2H4和C2H6。相比之下,C3产物能量密度更高、市场价值更高、产物应用更广,但是它的合成鲜有报道。这主要是由于C3产物生成过程中困难的C
‑
C耦合步骤。通常C
‑
C耦合步骤是热力学不利的吸热过程,这是由于关键的*C2和*C3反应中间体能量过高导致的。因此,有效调控催化剂的活性位点,降低关键*C2和*C3反应中间体能量,是实现高效、高选择性CO2还原至C3产物的核心策略。
[0003]单原子催化剂具有最大的原子利用效率以及独特的催化特性,是目前非均相 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二维Ti
0.91
O2单层纳米片上负载Cu单原子的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将Cs2CO3及锐钛矿相TiO2按照摩尔比为1:5.3
±
0.1混合均匀并研磨,在800
±
20℃的马弗炉中持续热处理20
±
10小时,重复热处理过程2
‑
3次,得到Cs
0.7
Ti
1.825
O4;(2)将得到的Cs
0.7
Ti
1.825
O4在1
±
0.2M盐酸溶液中磁力搅拌2
‑
7天,每天更换盐酸溶液,后经离心、洗涤、冷冻干燥后得到层状结构的H
0.7
Ti
1.825
O4;(3)将得到的H
0.7
Ti
1.825
O4在0.08
±
0.01M的四丁基氢氧化铵溶液中振荡5
‑
9天,得到Ti
0.91
O2单层纳米片悬浊液;(4)在0.025
±
0.005g/L CuCl2·
2H2O溶液中加入乙二胺,得到溶液,将此溶液滴入7mL Ti
0.91
O2单层纳米片悬浊液中,室温磁力搅拌5小时后,离心、洗涤、冷冻干燥,得到Cu
‑
en/Ti
0.91
O2。2.根据权利要求1所述的二维原子级超薄纤铁矿相Ti
0.91
O2单层纳米片上负载高度分散的Cu单原子的制备方法,其特征在于:将得到的Cu
‑
en/Ti
0.91
O2放入氩气气氛的石英管中,放入预热至500℃的管式炉中,保温1分钟,将石英管取出,快速冷却至室温;得到无氧空位的...
【专利技术属性】
技术研发人员:周勇,沈演,邹志刚,
申请(专利权)人:南京大学南京大学昆山创新研究院,
类型:发明
国别省市:
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