System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种界面结构催化剂、其制备方法及应用技术_技高网

一种界面结构催化剂、其制备方法及应用技术

技术编号:41288975 阅读:6 留言:0更新日期:2024-05-11 09:38
本发明专利技术涉及一种界面结构催化剂、其制备方法及应用;制备步骤包括:将二价可溶金属盐与三价可溶金属盐加入到溶剂中,在恒定的pH下混合,获得混合溶液,氮气吹扫密封混合溶液,经离心、清洗后,获得湿的纳米片状混合物;湿的纳米片状混合物用氮气吹扫,高速搅拌后,获得透明胶体,滴加硝酸银溶液,氙灯暴露处理,经离心、清洗、干燥,获得界面结构催化剂;通过界面结构催化剂制备方法获得的界面结构催化剂,以解决现有的载流子的分离效率低,光催化CO<subgt;2</subgt;还原效果差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及催化剂,尤其是涉及一种界面结构催化剂、其制备方法及应用


技术介绍

1、在自然界中,光合生物能够在太阳光的照射下,利用光合色素将二氧化碳(或硫化氢)和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气),该过程是生物界赖以生存的基础,也是地球碳氧循环的重要媒介。受次启发,利用太阳光在温和条件下通过光能-化学能转换,将二氧化碳(co2)转化成燃料或化学品是co2资源化利用得到了科研工作者越来越多的关注,也被认为是解决能源危机和环境问题的重要途径之一。如何开发出成本更低、稳定性更好、效率更好的二氧化碳人工光还原催化剂是近年来该领域的研究热点。

2、但是co2分子化学惰性、反应热力学势垒高,导致其活化困难。此外,co2分子还原过程伴随多电子-质子耦合,反应动力学过程复杂。因此,co2光还原面临反应速率低、产物选择性差的挑战。针对这些挑战,前人在催化剂结构设计方面开展了深入的研究。专利cn2310661959.9公开了一种基于机器人学习的光催化co2还原反应条件优化方法。在一定程度上降低实验和时间成本,响应迅速、优化光催化co2还原效果。专利cn201310286043.6公开了一种将过渡金属离子融入有机框架材料用于co2光催化还原体系中,能显著提高对co2分子的活化和转化。然而光催化剂普遍存在太阳能利用效率低,光生载流子分离效率低等问题。

3、因此,有必要发展一种新的催化剂结构构筑新方法和调控手段,提高载流子的分离效率,实现多电子、质子向co2转移,从而提高光催化反应效率。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种界面结构催化剂制备方法,通过界面结构催化剂制备方法获得的界面结构催化剂,以解决现有的载流子的分离效率低,光催化co2还原效果差的技术问题。

2、本专利技术提供的一种界面结构催化剂制备方法,制备步骤包括:

3、将二价可溶金属盐与三价可溶金属盐加入到溶剂中,在恒定的ph下混合,获得混合溶液,氮气吹扫密封混合溶液,经离心、清洗后,获得湿的纳米片状混合物;

4、湿的纳米片状混合物用氮气吹扫,高速搅拌后,获得透明胶体,滴加硝酸银溶液,氙灯暴露处理,经离心、清洗、干燥,获得界面结构催化剂。

5、优选地,溶剂为脱碳水和甲酰胺的混合液。

6、优选地,二价可溶金属盐与三价可溶金属盐加入到溶剂中,在25-80℃水浴搅拌0-40min,ph保持7.5-11。

7、优选地,二价可溶金属盐和三价可溶金属盐的摩尔比为3:1。

8、优选地,硝酸银溶液滴加流速为0.1-5滴/秒;硝酸银的浓度为1-50mmol/l。

9、优选地,二价可溶金属盐为可溶钴盐;三价可溶金属盐为可溶铝盐。

10、优选地,可溶钴盐包括钴的氯化物、钴的硝酸盐、钴的硫酸盐或钴的氯酸盐中的一种;可溶铝盐包括铝的氯化物、铝的硝酸盐、铝的硫酸盐或铝的氯酸盐中的一种。

11、优选地,湿的纳米片状混合物用氮气吹扫,全程氮气保护下,高速搅拌的搅拌速度为100-1000rpm;在60-80℃真空干燥箱中干燥,获得界面结构催化剂。

12、本专利技术还提供了一种基于如上述中任一项所述的界面结构催化剂制备方法获得的界面结构催化剂。

13、本专利技术还提供了一种如上述所述的界面结构催化剂在还原二氧化碳中的应用。

14、本专利技术提供的一种界面结构催化剂、其制备方法及应用与现有技术相比具有以下进步:

15、1、本专利技术提供的界面结构催化剂制备方法,首先制备湿的纳米片状混合物,表面带有大量的羟基,滴加硝酸银后,羟基可以与ag+络合形成[ag(oh)n](n-1)-络合物,基于[ag(oh)n](n-1)-络合物不稳定的特性,在光照诱导下该中间体会迅速分解还原形成ag nps,同时协同纳米片状混合物中氧空位缺陷诱导产生强键合界面结构,获得的界面结构催化剂;界面结构催化剂能有效地稳定复合金属氧化物催化剂上的高活性位点,且ag-o-co界面能优化co2吸附活化,降低co2还原能力,对光催化还原二氧化碳产生co展现出了优异的催化性能。

16、2、本专利技术提供的界面结构催化剂制备方法,获得的界面结构催化剂,光催化二氧化碳还原过程过,在氙灯辐照下,实现了co2高反应速率、高选择性转化。

17、3、本专利技术提供的界面结构催化剂制备方法,合成方法简单,有利于大规模产生。

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【技术保护点】

1.一种界面结构催化剂制备方法,其特征在于:制备步骤包括:

2.根据权利要求1所述的界面结构催化剂制备方法,其特征在于:溶剂为脱碳水和甲酰胺的混合液。

3.根据权利要求1所述的界面结构催化剂制备方法,其特征在于:二价可溶金属盐与三价可溶金属盐加入到溶剂中,在25-80℃水浴搅拌0-40min,pH保持7.5-11。

4.根据权利要求1所述的界面结构催化剂制备方法,其特征在于:二价可溶金属盐和三价可溶金属盐的摩尔比为3:1。

5.根据权利要求1所述的界面结构催化剂制备方法,其特征在于:硝酸银溶液滴加流速为0.1-5滴/秒;硝酸银的浓度为1-50mmol/L。

6.根据权利要求1所述的界面结构催化剂制备方法,其特征在于:二价可溶金属盐为可溶钴盐;三价可溶金属盐为可溶铝盐。

7.根据权利要求6所述的界面结构催化剂制备方法,其特征在于:可溶钴盐包括钴的氯化物、钴的硝酸盐、钴的硫酸盐或钴的氯酸盐中的一种;可溶铝盐包括铝的氯化物、铝的硝酸盐、铝的硫酸盐或铝的氯酸盐中的一种。

8.根据权利要求1所述的界面结构催化剂制备方法,其特征在于:湿的纳米片状混合物用氮气吹扫,全程氮气保护下,高速搅拌的搅拌速度为100-1000rpm;在60-80℃真空干燥箱中干燥,获得界面结构催化剂。

9.一种基于如权利要求1-8中任一项所述的界面结构催化剂制备方法获得的界面结构催化剂。

10.一种如权利要求9所述的界面结构催化剂在还原二氧化碳中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种界面结构催化剂制备方法,其特征在于:制备步骤包括:

2.根据权利要求1所述的界面结构催化剂制备方法,其特征在于:溶剂为脱碳水和甲酰胺的混合液。

3.根据权利要求1所述的界面结构催化剂制备方法,其特征在于:二价可溶金属盐与三价可溶金属盐加入到溶剂中,在25-80℃水浴搅拌0-40min,ph保持7.5-11。

4.根据权利要求1所述的界面结构催化剂制备方法,其特征在于:二价可溶金属盐和三价可溶金属盐的摩尔比为3:1。

5.根据权利要求1所述的界面结构催化剂制备方法,其特征在于:硝酸银溶液滴加流速为0.1-5滴/秒;硝酸银的浓度为1-50mmol/l。

6.根据权利要求1所述的界面结构催化剂制备方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:项顼张亭亭
申请(专利权)人:北京化工大学
类型:发明
国别省市:

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