本發(fā)明涉及光催化劑材料，具體涉及一種復(fù)合光催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，氣候變化與環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越引人重視。為應(yīng)對(duì)上述問(wèn)題，光催化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。光催化技術(shù)由于其高效、清潔、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)而在近些年備受關(guān)注并且廣泛應(yīng)用到產(chǎn)氫、二氧化碳還原、污染物降解等領(lǐng)域。將碳?xì)浠衔镏苯愚D(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性，這通常成本高，操作繁瑣并且伴隨著大量的副反應(yīng)。在將co2轉(zhuǎn)化為ch4的高效光催化系統(tǒng)中，半導(dǎo)體催化劑應(yīng)該具有相對(duì)負(fù)的導(dǎo)帶位置、更寬的捕獲陽(yáng)光范圍。然而，現(xiàn)有的光催化劑普遍存在催化效率低下的情況，在實(shí)際生產(chǎn)中難以取得令人滿(mǎn)意的結(jié)果。因此，開(kāi)發(fā)和探究新型光催化劑具有重要意義。

2、g-c3n4是一種類(lèi)石墨相半導(dǎo)體，具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)環(huán)境友好，無(wú)二次污染等。與傳統(tǒng)的tio2光催化劑相比，g-c3n4吸收光譜范圍更寬，不需要紫外光僅在普通可見(jiàn)光下就能起到光催化作用，是一種良好的催化劑及催化劑載體，但其催化效率較低。

3、鹵化物鈣鈦礦由于其可調(diào)節(jié)帶隙寬度、高的光利用效率、低激子結(jié)合能的優(yōu)點(diǎn)等已經(jīng)廣泛應(yīng)用在太陽(yáng)能電池、紫外線探測(cè)器、傳感器、光催化和其他光電領(lǐng)域。相對(duì)于傳統(tǒng)含鉛鈣鈦礦，無(wú)鉛雙基鈣鈦礦cs2agbibr6納米晶體現(xiàn)出高穩(wěn)定性，即使在水相催化系統(tǒng)中也能保持其原有晶型，這無(wú)疑有利于實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)。然而cs2agbibr6展現(xiàn)出的還原性還不足以將co2還原成ch4，即使有少量ch4生成，效率也極其低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的光催化劑將co2還原成ch4的效率低下的問(wèn)題，提供一種復(fù)合光催化劑及其制備方法，該復(fù)合光催化劑能夠在可見(jiàn)光下高效還原co2。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種復(fù)合光催化劑的制備方法，該方法包括：使用反溶劑法將cs2agbibr6原位生長(zhǎng)在g-c3n4上。

3、優(yōu)選地，該方法包括以下步驟：

4、(1)將csbr、agbr和bibr3與混合溶劑混合，得到前驅(qū)液；

5、(2)將g-c3n4與n,n-二甲基甲酰胺混合，然后與所述前驅(qū)液混合，得到混合液；

6、(3)將所述混合液與甲苯混合，接著離心、干燥，得到復(fù)合光催化劑；

7、其中，步驟(1)中，所述混合溶劑含有n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亞砜。

8、優(yōu)選地，步驟(1)中，所述csbr、agbr和bibr3用量的摩爾比為2：1～1.6：1～1.6。

9、優(yōu)選地，步驟(1)中，所述csbr與混合溶劑的用量比為0.02～0.15mmol：1ml。

10、優(yōu)選地，步驟(1)中，所述混合溶劑中，n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亞砜的體積比為3：0.5～1.5。

11、優(yōu)選地，所述csbr與g-c3n4用量的質(zhì)量比比為1：0.5～5。

12、優(yōu)選地，步驟(2)中，g-c3n4與n,n-二甲基甲酰胺的用量比為20～30mg：1ml。

13、優(yōu)選地，所述g-c3n4按照以下工序制備：

14、將雙氰胺進(jìn)行水熱反應(yīng)和高溫裂解。

15、優(yōu)選地，所述水熱反應(yīng)的條件包括：溫度為180～250℃，時(shí)間為4～10h；

16、優(yōu)選地，所述高溫裂解的條件包括：溫度為500～600℃，時(shí)間為1～3h。

17、優(yōu)選地，步驟(3)中，所述甲苯與混合液的體積比大于10。

18、優(yōu)選地，步驟(3)中，所述干燥的條件包括：溫度為100～150℃，時(shí)間為4～10h。

19、本發(fā)明第二方面提供一種如上所述的方法制備的復(fù)合光催化劑。

20、本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，使用反溶劑法將cs2agbibr6(cabb)原位生長(zhǎng)了在g-c3n4納米片上，合成了cabb@g-c3n4復(fù)合光催化劑。一方面，引入cs2agbibr6會(huì)提高復(fù)合催化劑的光響應(yīng)能力；另一方面，cs2agbibr6和g-c3n4的界面區(qū)域會(huì)形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而提高了電子/空穴對(duì)分離效率，有利催化效率的提升。因此，本發(fā)明制備的cabb@g-c3n4復(fù)合光催化劑具有高效還原co2的能力。

21、相對(duì)于cs2agbibr6和g-c3n4，所述cabb@g-c3n復(fù)合光催化劑在co2還原實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出的更高的催化活性，為光催化減碳提供了新型材料。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)合光催化劑的制備方法，其特征在于，該方法包括：使用反溶劑法將cs2agbibr6原位生長(zhǎng)在g-c3n4上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述csbr、agbr和bibr3用量的摩爾比為2：1～1.6：1～1.6；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述csbr與g-c3n4用量的質(zhì)量比為1：0.5～5。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，g-c3n4與n,n-二甲基甲酰胺的用量比為20～30mg：1ml。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述g-c3n4按照以下工序制備：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述水熱反應(yīng)的條件包括：溫度為180～250℃，時(shí)間為4～10h；

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述甲苯與混合液的體積比大于10。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述干燥的條件包括：溫度為100～150℃，時(shí)間為4～10h。

10.由權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的方法制備的復(fù)合光催化劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及光催化劑技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種復(fù)合光催化劑及其制備方法，其中，所述復(fù)合光催化劑的制備方法包括：使用反溶劑法將Cs<subgt;2</subgt;AgBiBr<subgt;6</subgt;原位生長(zhǎng)在g?C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;上，得到CABB@g?C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;復(fù)合光催化劑。在本發(fā)明中，一方面，引入Cs<subgt;2</subgt;AgBiBr<subgt;6</subgt;會(huì)提高復(fù)合催化劑的光響應(yīng)能力；另一方面，Cs<subgt;2</subgt;AgBiBr<subgt;6</subgt;和g?C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;的界面區(qū)域會(huì)形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而提高了電子/空穴對(duì)分離效率，有利催化效率的提升，因此，本發(fā)明制得的CABB@g?C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;復(fù)合光催化劑具有高效還原CO<subgt;2</subgt;的能力。相對(duì)于Cs<subgt;2</subgt;AgBiBr<subgt;6</subgt;和g?C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;，所述復(fù)合光催化劑在CO<subgt;2</subgt;還原實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出的更高的催化活性，為光催化減碳提供了新型材料。

技術(shù)研發(fā)人員：董月紅,潘愛(ài)釗,熊偉,王圣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)家能源集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6