【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化材料，具体涉及一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法及其在光催化还原二氧化碳中的应用。
技术介绍
1、可再生化石燃料的大量使用导致能源危机和大气中二氧化碳浓度的增加，从而导致全球变暖。光催化技术受植物光合作用的启发，通过光照将co2转化为高值的化工原料和碳氢燃料，具有环境友好、反应条件温和、成本低等优点，是缓解能源危机压力、减少温室效应影响最有前途的方法之一。二维材料具有更大的比表面积、更高的电荷转移效率，是二氧化碳还原的理想光催化剂。但二维材料易自发堆叠团聚，从而导致电荷转移效率下降。通过结构设计将二维材料负载在一维材料上，可以有效减少二维材料的团聚问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对二维材料的不足，提供了一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其经过两步法在一维羟基磷灰石表面原位生长二维硅酸钴，这有效抑制了二维硅酸钴的团聚，促进了电荷转移，从而使所得复合材料可用于光催化还原二氧化碳，因而可发挥良好的环境效益。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
4、（1）将甲醇、油酸加水搅拌均匀，依次加入氢氧化钠水溶液、二水合氯化钙水溶液、二水合磷酸二氢钠水溶液，充分搅拌后转移至反应釜中进行溶剂热反应，反应后所得产物用乙醇和水清洗，获得一维羟基磷灰石；
5、（2）将一维羟基磷灰石、聚乙烯吡咯烷酮溶于乙醇和水的混合溶剂中，
6、（3）将一维羟基磷灰石/二氧化硅、四水乙酸钴、氯化铵溶于水中，滴加浓氨水，搅拌一定时间后，将混合溶液转移至反应釜中进行水热反应，反应后产物用乙醇和水清洗，得到所述一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料。
7、进一步地，步骤（1）中所用甲醇、油酸与水的质量比为(10~30):(10~60):(50~80)；所用氢氧化钠、二水合氯化钙和二水合磷酸二氢钠的质量比为(5~20):(2~10):(4~20)。
8、进一步地，步骤（1）所述溶剂热反应的温度为160~200 ℃，时间为15~30小时。
9、进一步地，步骤（2）中所用一维羟基磷灰石的质量为300~500毫克、聚乙烯吡咯烷酮的质量为100~200毫克、原硅酸四乙酯的用量为0.5~1毫升、浓氨水的用量为1~3毫升、混合溶剂中水的用量为5~20毫升、乙醇用量为50~100毫升。
10、进一步地，步骤（2）所述搅拌的时间为10~24小时。
11、进一步地，步骤（3）中所用一维羟基磷灰石/二氧化硅的质量为50~200毫克、四水乙酸钴的质量为50~150毫克、氯化铵的质量为700-1000毫克、水的用量为50~100毫升、浓氨水的用量为1~3毫升。
12、进一步地，步骤（3）所述搅拌的时间为1~5小时。
13、进一步地，步骤（3）所述水热反应的温度为160~200 ℃，时间为15~30小时。
14、所得一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料中，一维羟基磷灰石作为载体支撑二维硅酸钴，可抑制其团聚，加速其载流子转移，因而所得复合材料具有较高二氧化碳催化还原效率，可应用于光催化还原二氧化碳。
15、本专利技术的有益效果在于：
16、（1）本专利技术创造性地通过两步合成法，获得一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料，该复合材料中，一维羟基磷灰石作为载体负载硅酸钴，抑制了二维硅酸钴自发堆叠团聚的问题，显著促进了其光生载流子的转移，提高了其催化性能，为设计高性能二氧化碳还原催化剂提供了新思路。
17、（2）本专利技术所提供的制备方法中，原料易于获取，价格便宜，其工艺操作流程简单，所需要的仪器设备简易，具有良好的成本效益。
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1.一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其特征在于：先以甲醇、油酸、氢氧化钠、二水合氯化钙、二水合磷酸二氢钠为原料，通过溶剂热法获得一维羟基磷灰石；然后以一维羟基磷灰石、聚乙烯吡咯烷酮、原硅酸四乙酯、乙醇和浓氨水为原料，获得一维羟基磷灰石/二氧化硅；再以一维羟基磷灰石/二氧化硅、四水乙酸钴、氯化铵和浓氨水为原料，通过水热法获得所述一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所用甲醇、油酸与水的质量比为(10~30):(10~60):(50~80)；所用氢氧化钠、二水合氯化钙和二水合磷酸二氢钠的质量比为(5~20):(2~10):(4~20)。
4.根据权利要求2所述的一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述溶剂热反应的温度为160~200℃，时间为15~30小时。
5.根据权利要求2所述的一种
6.根据权利要求2所述的一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述搅拌的时间为10~24小时。
7.根据权利要求所述的一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所用一维羟基磷灰石/二氧化硅的质量为50~200毫克、四水乙酸钴的质量为50~150毫克、氯化铵的质量为700-1000毫克、水的用量为50~100毫升、浓氨水的用量为1~3毫升。
8.根据权利要求所述的一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述搅拌的时间为1~5小时。
9.根据权利要求所述的一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述水热反应的温度为160~200℃，时间为15~30小时。
10.一种如权利要求1~9任一方法制备的一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料在光催化还原二氧化碳中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其特征在于：先以甲醇、油酸、氢氧化钠、二水合氯化钙、二水合磷酸二氢钠为原料，通过溶剂热法获得一维羟基磷灰石；然后以一维羟基磷灰石、聚乙烯吡咯烷酮、原硅酸四乙酯、乙醇和浓氨水为原料，获得一维羟基磷灰石/二氧化硅；再以一维羟基磷灰石/二氧化硅、四水乙酸钴、氯化铵和浓氨水为原料，通过水热法获得所述一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所用甲醇、油酸与水的质量比为(10~30):(10~60):(50~80)；所用氢氧化钠、二水合氯化钙和二水合磷酸二氢钠的质量比为(5~20):(2~10):(4~20)。
4.根据权利要求2所述的一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述溶剂热反应的温度为160~200℃，时间为15~30小时。
5.根据权利要求2所述的一种一维羟基磷灰石/二维硅酸钴复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2...
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