一种Ni单原子锚定富氧缺陷Bi3O4Br超薄纳米片光催化剂的制备方法及应用技术

技术编号：41701443 阅读：24 留言：0更新日期：2024-06-19 12:34

本发明专利技术提供了一种Ni单原子(SAs)锚定富氧缺陷Bi<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;Br超薄纳米片光催化剂的制备方法，采用五水合硝酸铋为前驱体，使用十六烷基三甲基溴化铵代替部分聚乙烯吡咯烷酮作为表面活性剂，并使用乙二醇作为溶剂，制备超薄Bi<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;Br纳米片，通过一步水热法，以六水合硝酸镍为镍源，合成了Ni单原子(SAs)锚定的Bi<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;Br超薄纳米片。通过一系列表征手段证明了该复合材料的成功制备，其表现出优异的光催化二氧化碳(CO<subgt;2</subgt;)还原效能，这归功于超薄Bi<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;Br纳米片的形态增加了催化剂比表面积，O<subgt;vs</subgt;与Ni单原子协同作用提供多反应活性位点，提升了产物CH<subgt;4</subgt;的产量与选择性。该催化体系在16小时的延长反应中仍表现良好，具有高效、稳定等优点。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术一种ni单原子(sas)锚定富氧缺陷bi3o4br超薄纳米片光催化剂的制备方法及其应用。

技术介绍

1、现今，在以化石燃料为主的能源供给模式下，温室气体(co2为主)大量排放，引发了冰川融化、生态失衡等一系列环境问题。光催化co2还原(co2pr)可以将co2转化为具有高附加值的化学品，并实现光能向化学能的转化，这有助于实现碳的绿色循环，是解决能源与环境问题的理想方案。虽然co2pr获得了广泛研究，但催化效果仍受限于半导体催化剂的光利用效率、电荷分离效率与氧化还原活性。

2、在半导体催化剂中，溴氧化铋biobr具有独特的层状结构，{br-bi-o-bi-br}纳米层通过非键合的相互作用堆叠，纳米层间的空间较大，可以诱发内部电场，有利于光生电荷的分离与迁移，适中的带隙也有效降低光生电子-空穴对的复合概率。此外，氧空位(ovs)已被证实对反应物co2及中间物质的吸附与活化具有重要作用，并可促进光吸收，提高光生载流子的分离效率，进一步提高产物ch4选择性。

3、单原子催化剂(sacs)具有完美的配位环境与最大...

【技术保护点】

1.一种Ni单原子锚定富氧缺陷Bi3O4Br超薄纳米片光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中在Ni单原子锚定Bi3O4Br纳米片中，以Bi3O4Br纳米片为基准100％，Ni单原子的负载量为0.5-2wt％。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，称量4mmol的五水合硝酸铋溶解于25-30mL的乙二醇中。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，称量4mmol的十六烷基三甲基溴化铵和5mg的聚乙烯吡咯烷酮溶解于25-30mL的乙二醇中。