一种具有CO2吸附能力和光电催化CO2还原的光阴极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有CO<subgt;2</subgt;吸附能力和光电催化CO<subgt;2</subgt;还原的光阴极及其制备方法和应用。该方法包括(1)通过水热法制备铜掺杂的铋基金属有机框架材料作为前驱体；(2)将前驱体材料在N<subgt;2</subgt;氛围中以一定温度煅烧制备得到Cu<subgt;2</subgt;O@Bi<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;材料；(3)将Cu<subgt;2</subgt;O@Bi<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;通过静止涂敷法负载于Si表面，形成用于光电催化CO<subgt;2</subgt;还原的Cu<subgt;2</subgt;O@Bi<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/Si光阴极。该光阴极具有更强的CO<subgt;2</subgt;富集能力，能够加快CO<subgt;2</subgt;分子的吸附和活化，同时稳定CO<subgt;2</subgt;还原过程中关键中间体。此外该光阴极具有优异的光电化学特性，在光电催化CO<subgt;2</subgt;还原领域具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电催化，涉及一种光阴极及其制备方法和应用，具体涉及一种光电催化二氧化碳还原的bi2o3@cu2o/si光阴极及其制备方法和应用。

技术介绍

1、光电催化是将光催化与电催化的优点有效结合，以半导体为光电阴极或光电阳极，在光照下半导体电极产生电子空穴对应用于co2还原反应，同时在体系中加入额外负电位(可由风能、太阳能等清洁能源提供)，一方面可有效分离半导体光生电子空穴对促进反应进行，另一方面可通过改变电位大小有效调控反应产物。因此光电催化是一种有效的太阳能利用方式，可以将空气中的二氧化碳还原为具有更高经济价值和液体燃料，如甲酸、乙酸、乙醇等。

2、目前铋基材料由于灵活多变的配位结构和低her活性，已被证实是co2还原制甲酸的理想材料。特别是以铋基金属有机框架材料(bi-mof)作为模板衍生的bi2o3不仅保留了高分散的活性位点，同时衍生后的碳基底缓解了bi2o3本征的低导电性。然而bi2o3固有的宽带隙、低载流子迁移率和高过电位等缺陷并未能有效克服，阻碍了其在pec-co2rr中的应用。因此迫切的需要构建合理的异质结提升bi2o3的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有CO2吸附能力和光电催化CO2还原的光阴极的制备方法，其特征在于，采用水热法制备，惰性氛围碳化的到；

2.根据权利要求1具有CO2吸附能力和光电催化CO2还原的光阴极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，活性金属盐为硝酸铋或乙酸铋中的一种。

3.根据权利要求1具有CO2吸附能力和光电催化CO2还原的光阴极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述活性金属源的加入量为0.5～1.0mmol；所述有机金属配体1，3，5-均苯三甲酸加入量为0.1～0.3mmol；所述电热烘箱的温度为100～150℃，反应时间为8～16h。

4.根据权利要求1具有...

【技术特征摘要】

1.一种具有co2吸附能力和光电催化co2还原的光阴极的制备方法，其特征在于，采用水热法制备，惰性氛围碳化的到；

2.根据权利要求1具有co2吸附能力和光电催化co2还原的光阴极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，活性金属盐为硝酸铋或乙酸铋中的一种。

3.根据权利要求1具有co2吸附能力和光电催化co2还原的光阴极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述活性金属源的加入量为0.5～1.0mmol；所述有机金属配体1，3，5-均苯三甲酸加入量为0.1～0.3mmol；所述电热烘箱的温度为100～150℃，反应时间为8～16h。

4.根据权利要求1具有co2吸附能力和光电催化co2还原的光阴极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，前驱体粉末的浓度为1～5g/l，所述金属源溶液的浓度为5-20mmol/l，金属源溶液滴加量为50～100ml；所述搅拌的时间为6～12h。

5.根据权利要求1具有co2吸附能力和光电催化co2还原的光阴极的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡芸，李万里，洪竞炜，韦朝海，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：