非金属掺杂铋层状氧化物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种非金属掺杂铋层状氧化物及其制备方法与应用，首先将预处理后的导电基底浸泡于铋前驱体溶液中，通过水热法在导电基底上合成具有蜂窝状纳米片阵列结构的铋层状氧化物；再通过电沉积法将非金属掺杂入铋层状氧化物结构中，得到负载于导电基底上的具有蜂窝状纳米片阵列结构的非金属掺杂铋层状氧化物，非金属掺杂铋层状氧化物可应用于电催化还原CO<subgt;2</subgt;的生产中。本发明专利技术制备的掺杂杂原子的铋层状氧化物结构更加稳定，性能有所提升，具有蜂窝状纳米片阵列结构，能够提供大的电化学电流密度，作为阴极催化剂用于电催化还原CO<subgt;2</subgt;的反应中，可促进CO<subgt;2</subgt;在宽电压内实现高的法拉第效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料合成及应用，具体涉及一种非金属掺杂铋氧化物及其制备方法与应用。

技术介绍

1、现代工业的高速发展，使温室气体co2在短时间内大量排放到大气中，给地球的生态环境造成了严重破坏，也使得全球变暖成为人类在21世纪面临的重要问题之一。为了减缓这一问题，不仅需要改变现有的能源消费模式，而且需要大力发展经济上可行的捕获和转化co2的技术。以可再生能源（如太阳能、风能）为驱动力的电催化转化技术，是当前的研究热点之一，co2电催化加氢生成甲酸是目前工业上的一个重要反应，甲酸在皮革、医药、橡胶、染料等商品化学品生产中有着广泛的应用，并且可以用于燃料电池。

2、到目前为止，co2已经成功地用相对便宜的金属(如bi, sn, in)电催化加氢为甲酸。然而，目前的研究仍存在反应速率低、选择性低、或因反应路径多、析氢反应竞争性而导致目标产物的电压窗口狭窄等问题，阻碍了其实际应用，因此寻找实现co2 er高活性和高选择性的催化剂具有很大挑战。

技术实现思路

1、本专利技术是为了解决现有研究中存在的二氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种非金属掺杂铋层状氧化物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2. 根据权利要求1所述的非金属掺杂铋层状氧化物的制备方法，其特征在于：所述种子层的形成方法为：将预处理后的导电基底于播种溶液中浸泡10 min～30 min，浸泡后取出于50 ℃～70 ℃下干燥，干燥后于180 ℃下加热处理5 min；多次重复浸泡、干燥和加热处理操作后获得形成种子层的导电基底。

3. 根据权利要求1或2所述的非金属掺杂铋层状氧化物的制备方法，其特征在于：所述铋前驱体溶液和播种溶液的配置方法相同，具体为：将铋盐溶于乙二醇中，搅拌至充分溶解，形成透明溶液，加入乙醇，搅拌至充分溶解...

【技术特征摘要】

1.一种非金属掺杂铋层状氧化物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2. 根据权利要求1所述的非金属掺杂铋层状氧化物的制备方法，其特征在于：所述种子层的形成方法为：将预处理后的导电基底于播种溶液中浸泡10 min～30 min，浸泡后取出于50 ℃～70 ℃下干燥，干燥后于180 ℃下加热处理5 min；多次重复浸泡、干燥和加热处理操作后获得形成种子层的导电基底。

3. 根据权利要求1或2所述的非金属掺杂铋层状氧化物的制备方法，其特征在于：所述铋前驱体溶液和播种溶液的配置方法相同，具体为：将铋盐溶于乙二醇中，搅拌至充分溶解，形成透明溶液，加入乙醇，搅拌至充分溶解得到所述铋前驱体溶液；所述铋盐为硝酸铋、氯化铋或硫酸铋中的任意一种或多种；所述乙二醇与乙醇的体积比为1:2～1:4；所述播种溶液中铋盐的浓度为0.03 mol/l～0.06 mol/l；所述铋前驱体溶液中铋盐的浓度为0.03mol/l～0.05 mol/l。

4. 根据权利要求1所述的非金属掺杂铋层状氧化物的制备方法，其特征在于：所述水热法的反应条件为：在140 ℃～180 ℃的恒温条件下反应4 h～8 h，取出冲洗并在60 ℃～80 ℃条件下干燥；所述电沉积法的条件为：负载的铋氧化物的导电基底作为阳极，铂电极作为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，电化学沉积过程采用循环伏安法进行，扫描速率为100 mv s-1～200 mv s-1，循环20～40次。

5. 根据权利要求1所述的非金属掺杂铋层状氧化物的制备方法，其特征在于：所述步骤（ⅱ）的非金属离子为氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗振华，刘叶，郭新月，邵明飞，段雪，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：