【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂制备，具体涉及一种在wo3纳米棒上原位生长cs3bi2i9纳米颗粒的异质结光催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、光催化剂是影响光催化co2还原体系的因素之一，无铅卤素钙钛矿材料因其载流子迁移率高、载流子寿命长、能带结构易调控、成本低廉、安全无毒在近年来受到广泛关注，成为新的研究热点。但其目前仍然存在一些亟待解决的问题，例如电子空穴易复合、催化位点少、稳定性差，在众多对无铅钙钛矿材料的改性方法中，通过引入水氧化半导体材料与无铅卤素钙钛矿构建直接z型异质结体系，可以有效克服其水氧化热力学动力不足，提升光生载流子的分离效率和增加其活性反应位点。
2、目前，形成异质结多采用静电自组装法，其做法是将zeta电位相反的两种材料分别均匀分散在溶剂中，然后通过将两种溶液混合后超声处理，利用静电吸附将两种材料结合在一起，最后洗涤并离心后得到异质结样品。
3、然而，此方法制备异质结催化剂的过程中静电吸附力较弱、异质结形成比例较少、异质结界面阻力较大，最终催化剂的活性通常也比较低，这也很大程度上增加了有效的光催化剂的制备成本，并且在之后的使用过程当中也存在着催化剂不稳定，异质结易分离，严重影响了异质结样品的光催化性能及利用。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种在wo3纳米棒上原位生长cs3bi2i9纳米颗粒的异质结光催化剂及其制备方法和应用，以解决现有方法制备的异质结界面阻力较大、形成异质结的作用力较弱、催化活性低
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术公开了一种在wo3纳米棒上原位生长cs3bi2i9纳米颗粒的异质结光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、1)将wo3纳米棒、bii3、油酸和油胺溶于正十八烯溶液中，在真空状态下于100℃～120℃下反应1h～2h；
5、2)在氮气气氛下，向步骤1)的反应体系中热注入cs前驱体溶液，于150℃～200℃继续反应1min～2min，冷却后，在wo3纳米棒上原位生长制得cs3bi2i9纳米颗粒的异质结光催化剂。
6、优选地，步骤1)中，wo3纳米棒、bii3、油酸、油胺和正十八烯溶液的用量比为(0.02～0.04)g：(0.22～0.23)g：(1～2)ml：(1～2)ml：(10～12)ml。
7、优选地，步骤2)中，cs前驱体溶液采用油酸铯溶液，cs前驱体溶液与油酸的体积比为1：10。
8、进一步优选地，油酸铯溶液制备方法如下：
9、将cs2co3粉末、油酸和正十八烯混匀后，于100℃～120℃油浴下反应1～2h，然后通入氮气，反应升温至150℃后继续反应0.5～1h制得。
10、更进一步优选地，cs2co3粉末、油酸和正十八烯的用量比为0.814g：2.5ml：10ml。
11、优选地，本专利技术公开的wo3纳米棒采用一步水热法制得，具体包括：
12、步骤1：将na2wo4·2h2o粉末与nacl粉末溶于水中，充分搅拌至透明；
13、步骤2：将步骤1制得的溶液调节ph值至强酸性后，继续充分搅拌，然后于180℃～200℃下进行水热反应，制得wo3纳米棒。
14、进一步优选地，步骤1中，na2wo4·2h2o粉末、nacl粉末和水的用量比为(0.8～1)g：(0.1～1)g：(20～30)ml，搅拌时间为2h～4h。
15、进一步优选地，步骤2中，采用浓盐酸调节溶液ph值为1.5～2.5，继续搅拌时间为3h～5h，水热反应时间为24h。
16、本专利技术还公开了采用上述的制备方法制得的在wo3纳米棒上原位生长cs3bi2i9纳米颗粒的异质结光催化剂，该异质结光催化剂在可见光的照射下能够稳定co2还原反应24h。
17、本专利技术还公开了上述在wo3纳米棒上原位生长cs3bi2i9纳米颗粒的异质结光催化剂在光催化二氧化碳还原反应中的应用。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
19、本专利技术公开的在wo3纳米棒上原位生长cs3bi2i9纳米颗粒的异质结光催化剂的方法，将wo3纳米棒与bii3、油酸和油胺溶于正十八烯溶液，热注入cs的前驱体溶液进行反应，用冷水浴快速冷却降温，制得cs3bi2i9纳米颗粒原位生长在wo3纳米棒上的异质结，此过程形成的异质结为原位生长，异质结界面结合更稳定，电子空穴分离传输速率更高，极大地提高了催化剂的活性和稳定性。因此，本专利技术的方法能够有效解决现有技术存在的异质结界面阻力较大、活性较低、稳定性差的技术难题。
20、进一步地，本专利技术所使用的wo3纳米棒采用一步水热法制备，制备的wo3纳米棒具有均匀长短和粗细的一维棒状结构，表面光滑，活性面积较大，为后续在表面与cs3bi2i9纳米颗粒形成异质结提供先决条件。
21、经本专利技术的方法制得的异质结光催化剂，有稳定的异质结界面的电子空穴的分离传输，同时该催化剂还具有较好的稳定性，可在可见光光催化二氧化碳还原反应中稳定反应24h，因而可以应用于光催化二氧化碳还原反应。
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1.一种在WO3纳米棒上原位生长Cs3Bi2I9纳米颗粒的异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的在WO3纳米棒上原位生长Cs3Bi2I9纳米颗粒的异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，WO3纳米棒、BiI3、油酸、油胺和正十八烯溶液的用量比为(0.02～0.04)g：(0.22～0.23)g：(1～2)mL：(1～2)mL：(10～12)mL。
3.根据权利要求1所述的在WO3纳米棒上原位生长Cs3Bi2I9纳米颗粒的异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，Cs前驱体溶液采用油酸铯溶液，Cs前驱体溶液与油酸的体积比为1：10。
4.根据权利要求3所述的在WO3纳米棒上原位生长Cs3Bi2I9纳米颗粒的异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，油酸铯溶液制备方法如下：
5.根据权利要求4所述的在WO3纳米棒上原位生长Cs3Bi2I9纳米颗粒的异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，Cs2CO3粉末、油酸和正十八烯的用量比为0.814g：2.5mL：10mL。
6.根据
7.根据权利要求6所述的在WO3纳米棒上原位生长Cs3Bi2I9纳米颗粒的异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1中，Na2WO4·2H2O粉末、NaCl粉末和水的用量比为(0.8～1)g：(0.1～1)g：(20～30)mL，搅拌时间为2h～4h。
8.根据权利要求6所述的在WO3纳米棒上原位生长Cs3Bi2I9纳米颗粒的异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2中，采用浓盐酸调节溶液pH值为1.5～2.5，继续搅拌时间为3h～5h，水热反应时间为24h。
9.采用权利要求1～8中任意一项所述的制备方法制得的在WO3纳米棒上原位生长Cs3Bi2I9纳米颗粒的异质结光催化剂，其特征在于，该异质结光催化剂在可见光的照射下能够稳定CO2还原反应24h。
10.权利要求9所述的在WO3纳米棒上原位生长Cs3Bi2I9纳米颗粒的异质结光催化剂在光催化二氧化碳还原反应中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种在wo3纳米棒上原位生长cs3bi2i9纳米颗粒的异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的在wo3纳米棒上原位生长cs3bi2i9纳米颗粒的异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，wo3纳米棒、bii3、油酸、油胺和正十八烯溶液的用量比为(0.02～0.04)g：(0.22～0.23)g：(1～2)ml：(1～2)ml：(10～12)ml。
3.根据权利要求1所述的在wo3纳米棒上原位生长cs3bi2i9纳米颗粒的异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，cs前驱体溶液采用油酸铯溶液，cs前驱体溶液与油酸的体积比为1：10。
4.根据权利要求3所述的在wo3纳米棒上原位生长cs3bi2i9纳米颗粒的异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，油酸铯溶液制备方法如下：
5.根据权利要求4所述的在wo3纳米棒上原位生长cs3bi2i9纳米颗粒的异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，cs2co3粉末、油酸和正十八烯的用量比为0.814g：2.5ml：10ml。
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