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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化氮气还原材料,具体涉及一种mo掺杂bi2o3的制备方法及其在光催化固氮中的应用。
技术介绍
1、氨是生产化肥、制冷剂、清洁剂的主要原料,对人类社会的发展至关重要,并且其具有含氢量高和能量密度高的特点,因此也是一种非常有前景的绿色燃料。haber-bosch法是合成氨的主要方法,其是在高温高压的条件下(400-500 ℃,150-250 atm)通过n2和h2直接合成氨。但是该方法能耗高,污染严重,整个过程的能耗占世界年能耗总量的1%,使用的高纯氢来源于化石燃料的天然气重整,由此造成的co2年排放量高达4.5亿吨。因此,随着人们环保意识的提高,寻找一种绿色环保、低能耗的合成氨的方法具有重要意义。
2、自上世纪70年代,研究人员发现tio2可利用太阳光实现光解水以来,光催化技术逐渐进入人们视野。光催化为温和条件下进行合成氨提供了一个思路,即在光照条件下,以n2和h2o为原料,在半导体催化剂上实现n2的还原。目前研究人员已经开发了tio2、invo4、bi2wo6、bi2o3、biobr等无机半导体催化剂用于光催化氮气还原反应。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种mo掺杂bi2o3的制备方法及其在光催化固氮领域的应用,该催化剂原料廉价易得,制备过程简单,且相较于纯bi2o3来讲,其光催化氮气还原性能显著提升。
2、为了达到上述目的,本专利技术采取如下技术方案:
3、一种mo掺杂bi2o3的制备方法,是通过在bi2o3的合
4、(1)在叔丁醇和乙二醇的混合溶液中加入bi(no3)3·5h2o和na2moo4·2h2o,超声30min使之分散均匀,再搅拌1 h,得到透明溶液;
5、(2)将步骤(1)得到的透明溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中进行溶剂热反应,所得沉淀物经过离心洗涤、干燥,得到棕黄色的mo掺杂bi2o3。
6、进一步地,步骤(1)所述混合溶液中叔丁醇和乙二醇的体积比为4:1。
7、进一步地,步骤(1)所得透明溶液中,bi(no3)3·5h2o的浓度为0.4850 g/40 ml,na2moo4·2h2o的浓度为0.0353-0.0823 g/40 ml。
8、进一步地,步骤(2)中所述溶剂热反应的温度为160 ℃,时间为 8 h。
9、进一步地,所得mo掺杂bi2o3中mo的掺杂量为6~14 wt%。
10、所制备的mo掺杂bi2o3具有良好的光催化氮气还原性能,因而可将其用作光催化剂,在h2o存在的条件下,将n2还原生成氨,从而实现光催化固氮。
11、本专利技术的显著优点在于:
12、(1)本专利技术条件要求低,原料易得,操作简单,能耗小,毒害低;
13、(2)本专利技术所得材料具有良好的光吸收能力,且具有良好的光生载流子分离效率;
14、(3)本专利技术所得材料在以n2和h2o为原料的环境中表现出良好的光催化固氮性能,具有良好的应用前景。
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1. 一种Mo掺杂Bi2O3的制备方法,其特征在于,通过在Bi2O3的合成过程中加入钼盐,从而实现Mo对Bi2O3的掺杂;其中Mo的掺杂量为6~14 wt%。
2.根据权利要求1所述的Mo掺杂Bi2O3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Mo掺杂Bi2O3的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合溶液中叔丁醇和乙二醇的体积比为4:1。
4. 根据权利要求2所述的Mo掺杂Bi2O3的制备方法,其特征在于,步骤(1)所得透明溶液中,Bi(NO3)3·5H2O的浓度为0.4850 g/40 mL,Na2MoO4·2H2O的浓度为0.0353-0.0823 g/40mL。
5. 根据权利要求2所述的Mo掺杂Bi2O3的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述溶剂热反应的温度为160 ℃,时间为 8 h。
6.一种如权利要求1所述的Mo掺杂Bi2O3在光催化固氮中的应用,其特征在于,在H2O存在条件下,利用所述Mo掺杂Bi2O3为光催化剂,将N2还原生成氨。
【技术特征摘要】
1. 一种mo掺杂bi2o3的制备方法,其特征在于,通过在bi2o3的合成过程中加入钼盐,从而实现mo对bi2o3的掺杂;其中mo的掺杂量为6~14 wt%。
2.根据权利要求1所述的mo掺杂bi2o3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mo掺杂bi2o3的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合溶液中叔丁醇和乙二醇的体积比为4:1。
4. 根据权利要求2所述的mo掺杂bi2o3的制备方法,其特征在于,步骤...
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