【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化功能材料领域，具体涉及一种新型的银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂及其制备技术。
技术介绍
1、光催化产氢技术在零碳能源领域的发展中扮演着日益重要的角色，是一项符合可持续发展战略的关键技术。然而，传统的无机光催化材料的本征带隙较宽，只能吸收频率较高的紫外光和部分可见光，光响应范围较窄。因此，开发能够捕获更广泛太阳光谱的新型半导体光催化材料是实现高效光催化的关键。相较于无机光催化材料，有机光催化材料因具有出色的光捕获能力、高度离域的π电子结构和易于调节的分子结构等优点而备受推崇。
2、4，5-二溴荧光素是有机半导体中的一员，其吸收截面大、量子效率高且表现出广泛的光吸收范围。然而，纯4，5-二溴荧光素作为光催化剂有两方面的缺点。第一，4，5-二溴荧光素在水介质中溶解度较小，导致表面活性位点密度小；第二，光生载流子分离效率差，导致光催化活性低，上述缺点限制了其在光解水产氢领域的应用。因此，需要寻找合适的改性方法来提高其光催化活性。
技术实现思路
1、本专利技术旨在丰富现有光催化材料的种类和来源，提供了一种新型的银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂及其制备技术，并将其应用于光催化产氢领域。
2、本专利技术的专利技术构思是：在半导体光催化剂上引入银纳米粒子所呈现的表面等离子共振效应，有望克服半导体光催化剂低可见光吸收能力和高载流子复合率的局限性。在此启发下，本专利技术研发了一种可见光响应的银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂及其
3、本专利技术所制备的银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂具有光催化活性高和可见光响应的优点，可应用于光催化分解水制氢。
4、本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：
5、本专利技术首先请求保护银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂，该催化剂以4，5-二溴荧光素纳米片为载体，通过原位光沉积法将银纳米粒子生长在4，5-二溴荧光素纳米片的表面。
6、本专利技术同时请求保护上述复合催化剂的制备方法，具体步骤是：
7、首先，称取94～100毫克的4，5-二溴荧光素，加入30～35毫升去离子水，超声分散5～10分钟后，得到均匀分散的悬浮液a；然后，在黑暗的条件下向悬浮液a中加入0～800微升的硝酸银溶液(0.0926mol/l)，充分搅拌后，继续超声5～10分钟，得到溶液b。
8、将溶液b转移到石英反应器中，并置于氙灯下，连接循环水系统以保持反应液温度在30～35℃，全光谱下照射30～35分钟，整个过程在磁力搅拌下进行。待反应结束后，离心收集产物，并使用去离子水洗涤3～5次，最后将离心收集所得产物置于烘箱中干燥10～12小时，最终得到x wt％银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂，其中x表示理论银纳米粒子占产物的质量百分比，x＝4～8。
9、作为本专利技术一个优选的实施例，银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂的制备方法是：首先，称取总质量为92～96毫克的4，5-二溴荧光素放入烧杯中，加入30毫升去离子水，超声分散5分钟后，得到均匀分散的悬浮液a。然后，在黑暗的条件下向悬浮液a中加入400～800微升的硝酸银溶液(0.0926mol/l)，充分搅拌后，继续超声10分钟，得到溶液b。将溶液b转移到石英反应器中，并置于氙灯下，连接循环水系统以保持反应液温度在35℃，全光谱下照射30分钟，整个过程在磁力搅拌下进行。待反应结束后，离心收集产物，并使用去离子水洗涤3次，最后将离心收集所得产物置于烘箱中干燥12小时，最终得到银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂。
10、本专利技术请求保护上述银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂的应用，即在可见光下进行光催化分解水产氢的应用。
11、本专利技术与现有技术相比具有以下优势：
12、(1)本专利技术采取原位光沉积法制备银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂，无需高温高压，具有操作简单易行、原料易得、成本低和无污染的优点。
13、(2)本专利技术所制备的银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂卓越性能主要源于两个方面：一方面，银纳米粒子诱导的表面等离子共振效应可以通过增强局域场强、共振能量转移、热电子注入等机制来提高光利用效率和能量转换，从而提高光吸收性能；另一方面，银纳米粒子与4，5-二溴荧光素纳米片之间形成的肖特基结可以实现电荷的定向迁移，有效地抑制了光生电子和空穴的复合。
14、(3)本专利技术制备的复合光催化剂能够在可见光下高效进行光催化分解水产氢，在光催化制氢过程中具有长期稳定性，进一步验证了该光催化剂的优越性，本专利技术对丰富光催化材料的种类与来源具有积极作用。
15、本专利技术为研究、开发新型的可见光响应的半导体光催化材料提供了新的途径，这一技术对于解决日益严重的能源问题具有重要意义，具有潜在的广泛应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.等离子体增强的银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂，该催化剂以4，5-二溴荧光素纳米片为载体，通过原位光沉积法将银纳米粒子生长在4，5-二溴荧光素纳米片的表面。
2.根据权利要求1所述的复合催化剂的制备方法，具体步骤是：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，硝酸银溶液浓度为0.09～0.1mol/L。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，硝酸银溶液浓度为0.0926mol/L。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，首先，称取总质量为92～96毫克的4，5-二溴荧光素放入烧杯中，加入30毫升去离子水，超声分散5分钟后，得到均匀分散的悬浮液A；然后，在黑暗的条件下向悬浮液A中加入400～800微升的硝酸银溶液0.0926mol/L，充分搅拌后，继续超声10分钟，得到溶液B；将溶液B转移到石英反应器中，并置于氙灯下，连接循环水系统以保持反应液温度在35℃，全光谱下照射30分钟，整个过程在磁力搅拌下进行；待反应结束后，离心收集产物，并使用去离子水洗涤3次，最后将离心收集所得产物置于烘箱中干燥12小时，
6.权利要求1所述银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂的应用，其特征在于，在可见光下进行光催化分解水产氢的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，在密封的循环体系中进行，以装配420纳米滤光片的300瓦氙灯作为光源；将银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂放入反应器中，然后加入去离子水和三乙醇胺配制的混合溶液；光催化反应在磁力搅拌下进行反应，并将反应体系抽至真空；随后打开光源和气体循环泵，在反应过程中每小时自动进样一次。
...【技术特征摘要】
1.等离子体增强的银纳米粒子/4，5-二溴荧光素复合光催化剂，该催化剂以4，5-二溴荧光素纳米片为载体，通过原位光沉积法将银纳米粒子生长在4，5-二溴荧光素纳米片的表面。
2.根据权利要求1所述的复合催化剂的制备方法，具体步骤是：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，硝酸银溶液浓度为0.09～0.1mol/l。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，硝酸银溶液浓度为0.0926mol/l。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，首先，称取总质量为92～96毫克的4，5-二溴荧光素放入烧杯中，加入30毫升去离子水，超声分散5分钟后，得到均匀分散的悬浮液a；然后，在黑暗的条件下向悬浮液a中加入400～800微升的硝酸银溶液0.0926mol/l，充分搅拌后，继续超声10分钟，得到...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐振和，梁峙满，高雨，窦彦婷，张尧俊，马渭丽，刘雨鑫，邓柏杉，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。