【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境保护和太阳能利用功能材料复合领域，具体为一种海胆状nb2cmxene/w18o49光热材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着工业化进程的加速，全球二氧化碳浓度的急剧增加已经造成了非常严重的温室效应。因此，降低大气中二氧化碳的浓度以缓解温室效应已成为需要解决的主要问题之一。为了降低大气中二氧化碳的浓度并实现资源利用，将二氧化碳转化为燃料和高附加值化学原料，这可以抑制温室效应，同时缓解能源危机。在可见光和近红外光照射下，纯相非化学计量氧化钨(w18o49)表面氧空位的存在导致了等离子体驱动的活动。局域表面等离子体共振(lspr)效应可以提高等离子体w18o49在全光谱区域的光催化活性，氧空位也可以作为反应位点改善反应过程，因此w18o49可以作为光催化剂用于二氧化碳转化。然而，由于自由电荷密度低，这些w18o49纳米粒子的lspr吸收通常位于近红外区，导致co2还原产率低和选择性差，无法获得更高的光催化性能。
技术实现思路
1、针对现有技术中co2还原产率低和选择性差的问题，本专利技术提供一种海胆状nb2cmxene/w18o49光热材料及其制备方法和应用。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、本专利技术提供一种海胆状nb2c mxene/w18o49光热材料的制备方法，包括如下步骤：
4、步骤1，将nb2c mxene粉体分散到乙醇中，超声，得到悬浊液a；
5、步骤2，将w18o49分散到乙醇中，超声，得到
6、步骤3，将所得悬浊液a和悬浊液b分别在搅拌下进行紫外光照射，然后将悬浊液a加入悬浊液b中，将所得混合悬浊液进行紫外光照射，所得固体产物经洗涤、干燥，得到海胆状nb2c mxene/w18o49异质结光催化剂。
7、优选的，步骤1中，所述nb2c mxene粉体的制备方法为：将nb2alc前驱体粉末加入到hf溶液中，然后将所得混合物溶液在水浴条件下搅拌反应，反应完成后，将所得产物洗涤、干燥，得到nb2c mxene。
8、优选的，步骤2中，所述w18o49的制备方法为：将wcl6溶解到乙醇中，获得反应前驱液，然后将反应前驱液进行水热反应，所得沉淀物经洗涤、干燥，得到w18o49。
9、优选的，步骤3中，所得悬浊液a和悬浊液b分别在搅拌下紫外光照射30-60min。
10、优选的，步骤3中，所得混合悬浊液紫外光照射1-5h。
11、优选的，nb2c mxene和w18o49的摩尔比为1：(0.1-0.75)。
12、本专利技术提供采用如上所述的制备方法得到的海胆状nb2c mxene/w18o49光热材料。
13、优选的，所述海胆状nb2c mxene/w18o49光热材料中w18o49的形貌为纳米线，w18o49分布在nb2c mxene的表面和内部。
14、本专利技术提供如上所述的海胆状nb2c mxene/w18o49光热材料在光热催化还原co2产甲烷中的应用。
15、优选的，所述海胆状nb2c mxene/w18o49光热材料对产物甲烷的选择性在75％以上。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
17、本专利技术经过紫外光辐照，自组装制备了nb2c mxene作为“花芯”，纳米线状w18o49呈现纳米线状“花瓣”的“海胆”结构nb2c mxene/w18o49异质结。相比原位水热制备的mxene/w18o49，本专利技术不会破坏mxene的层状结构，也不会消耗储存在mxene和w18o49中的电子空穴浓度，且本专利技术将所得nb2cmxene悬浊液和w18o49悬浊液分别在搅拌下进行紫外光照射，使nb2cmxene和w18o49表面两端分别分布正电荷和负电荷，通过静电引力w18o49表面负电荷端与nb2cmxene表面正电荷端相互自组装组合，形成“海胆”结构nb2cmxene/w18o49异质结。且本专利技术制备工艺简便，不需要高温高压环境。
18、本专利技术制备的nb2c mxene/w18o49异质结，由于w18o49结构中存在w5+/w6+，nb2c mxene存在nb5+、nb4+和nb3+，nb2c mxene/w18o49异质结中存储了大量的电子和空穴。当用于光热催化还原co2时，通过光热材料中nb2cmxene晶体表面分布的空穴的lspr效应形成高能热空穴解离h2为h+，解离的h+将纳米线状w18o49“花瓣”吸附的co2还原形成h2o，利用nb2c mxene与w18o49界面肖特基结的作用将nb2c mxene的lspr效应形成高能电子和w18o49的光激发产生的光生电子补充纳米线状w18o49的lspr效应不断形成高能热电子，将海胆状表面吸附co2转化为*co2-、b-hco3、hcoo，hcoo进一步释放出·oh循环反应不断还原形成ch4。海胆状nb2cmxene/w18o49异质结储存电子和空穴的lspr效应和海胆状快速吸附co2能力协同增强了光热催化还原co2加氢产甲烷的还原活性和选择性。
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1.一种海胆状Nb2C MXene/W18O49光热材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的海胆状Nb2C MXene/W18O49光热材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述Nb2C MXene粉体的制备方法为：将Nb2AlC前驱体粉末加入到HF溶液中，然后将所得混合物溶液在水浴条件下搅拌反应，反应完成后，将所得产物洗涤、干燥，得到Nb2CMXene。
3.根据权利要求1所述的海胆状Nb2C MXene/W18O49光热材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述W18O49的制备方法为：将WCl6溶解到乙醇中，获得反应前驱液，然后将反应前驱液进行水热反应，所得沉淀物经洗涤、干燥，得到W18O49。
4.根据权利要求1所述的海胆状Nb2C MXene/W18O49光热材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，所得悬浊液A和悬浊液B分别在搅拌下紫外光照射30-60min。
5.根据权利要求1所述的海胆状Nb2C MXene/W18O49光热材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，所得混合悬浊液紫外光照射1-5h
6.根据权利要求1所述的海胆状Nb2C MXene/W18O49光热材料的制备方法，其特征在于，Nb2C MXene和W18O49的摩尔比为1：(0.1-0.75)。
7.采用权利要求1-6任一项所述的制备方法得到的海胆状Nb2CMXene/W18O49光热材料。
8.根据权利要求7所述的海胆状Nb2C MXene/W18O49光热材料，其特征在于，所述海胆状Nb2C MXene/W18O49光热材料中W18O49的形貌为纳米线，W18O49分布在Nb2C MXene的表面和内部。
9.权利要求7所述的海胆状Nb2C MXene/W18O49光热材料在光热催化还原CO2产甲烷中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述海胆状Nb2CMXene/W18O49光热材料对产物甲烷的选择性在75％以上。
...【技术特征摘要】
1.一种海胆状nb2c mxene/w18o49光热材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的海胆状nb2c mxene/w18o49光热材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述nb2c mxene粉体的制备方法为：将nb2alc前驱体粉末加入到hf溶液中，然后将所得混合物溶液在水浴条件下搅拌反应，反应完成后，将所得产物洗涤、干燥，得到nb2cmxene。
3.根据权利要求1所述的海胆状nb2c mxene/w18o49光热材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述w18o49的制备方法为：将wcl6溶解到乙醇中，获得反应前驱液，然后将反应前驱液进行水热反应，所得沉淀物经洗涤、干燥，得到w18o49。
4.根据权利要求1所述的海胆状nb2c mxene/w18o49光热材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，所得悬浊液a和悬浊液b分别在搅拌下紫外光照射30-60min。
5.根据权利要求1所述的海胆状nb...
【专利技术属性】
技术研发人员：谈国强，樊思哲，刘甜，刘莹，张碧鑫，吴雄涛，郭林鑫，任慧君，刘文龙，夏傲，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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