一种PAN-BiOBr-W18O49异质结纳米纤维光催化剂及其制备方法和应用.pdfVIP

说　明　书 1/4页 一种PAN\BiOBr\W O 异质结纳米纤维光催化剂及其制备方法 18 49 和应用 技术领域 [0001] 本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种PAN\BiOBr\W O 异质结纳米纤 18 49 维光催化剂及其制备方法和应用。 背景技术 [0002] 随着科技的快速发展，在给人们生活带来便利的同时，也造成了能源短缺与环境 恶化两大问题。半导体光催化技术的进一步开发与利用不仅为能源转换提供了新的科学方 法，而且也为我国绿色能源可持续发展战略开辟了一条新途径。众所周知，氢气是一种理想 能源。光催化通过利用太阳能将水分解产生氢气的方式实现太阳的存储，是一种非常具有 潜力的技术，纳米纤维结构光催化剂彰显了高效光催化分解水产氢性能，为氢能获取提供 有强有力的手段。然而，对于半导体光催化材料的结构还是存在一定的缺陷，从而会抑制光 催化分解水产氢的性能，因此，进一步增强光催化剂的设计与制备是当前面临的重要课题 和最大挑战。 [0003] 溴氧化铋(BiOBr)具有独特的层状结构，具有良好的光催化活性，双层Br原子镶嵌 于[B 2+ iO ] 层中，存在以c轴方向的静电场，形成内部电场有助于光生电子空穴对的有效分 2 2 离和转移。蓝色氧化钨(W O )具有良好的光电性能，其表面存在大量的氧空位为反应提供 18 49 了充足的活性位点。PAN\BiOBr\W O 复合后形成异质结可以大大提升载流子的分离效率， 18 49 从而达到光催化制氢的目的。另一方面，静电纺丝技术是构筑一维纳米纤维材料的方法，它 具有操作简单、效果稳定、价格低廉等优点，一维纳米纤维相比于块体材料具有更多的表面 活性位点，且一维纳米结构有利于电子的快速运输。除此之外，构建异质结也是提高半导体 材料光催化性能的有效方法，它可以有效的降低光生电子和空穴的复合，并加快光生电子 的转移，从而提高光催化活性；然而，PAN\BiOBr\W O 异质结纳米纤维作为光催化剂还尚 18 49 未有相关报道。 发明内容 [0004] 本发明为解决现有技术问题，提供了一种PAN\BiOBr\W O 异质结纳米纤维光催 18 49 化剂及其制备方法和应用。 [0005] 本发明采用的技术方案为： [0006] 一种PAN\BiOBr\W O 异质结纳米纤维光催化剂，制备方法如下： 18 49 [0007] 1)将聚丙烯腈粉末溶于N,N‑二甲基甲酰胺中，搅拌至完全溶解，进行静电纺丝，施 加电压为12kV，针尖与收集器之间的距离为15cm，得到PAN纳米纤维； [0008] 2)以硝酸铋为铋源，溴化钠为溴源，乙醇和乙二醇为溶剂，充分搅拌后，放入高压 釜中进行水热反应，加入PAN纳米纤维，待自然冷却后，经水洗、烘干后得到PAN\BiOBr纳米 纤维光催化剂； [0009] 3)将钨盐溶于无水乙醇中，搅拌至蓝色，再加入的PAN\BiOBr纳米纤维，放入高压 说　明　书 2/4页 釜中进行水热反应，待自然冷却后，经水洗、烘干后得到PAN\BiOBr\W O 异质结纳米纤维 18 49 光催化剂。 [0010] 优选地，上述的一种PAN\BiOBr\W O 异质结纳米纤维光催化剂，步骤2)中，Bi 18 49 (NO) ·5H O：NaBr：PAN纳米纤维＝1mol：1mol：40mg，