[发明专利]一种Fe掺杂的氧化钽立方体、其制备方法及用途

权利要求书

1.一种Fe掺杂的氧化钽立方体，其特征在于，所述Fe掺杂的氧化钽立方体的颗粒的形状为立方体；

所述Fe掺杂的氧化钽立方体的制备方法包括以下步骤：

(1)将FeS和TaCl₅分散于乙二醇中，得到溶液A；

(2)将溶液A转入反应釜中，在240～270℃条件下热处理，得到Fe掺杂的氧化钽立方体；

其中，步骤(1)所述溶液A中，FeS的浓度为6.11mmol/L～28.28mmol/L；步骤(1)所述溶液A中，TaCl₅的浓度为111.67mmol/L～127.62mmol/L。

2.根据权利要求1所述的Fe掺杂的氧化钽立方体，其特征在于，所述Fe掺杂的氧化钽立方体的化学组成为FeTa₂O₆。

3.根据权利要求1或2所述的Fe掺杂的氧化钽立方体，其特征在于，所述Fe掺杂的氧化钽立方体的颗粒的粒径在亚微米级。

4.根据权利要求3所述的Fe掺杂的氧化钽立方体，其特征在于，所述Fe掺杂的氧化钽立方体的颗粒的粒径在170nm～1μm。

5.如权利要求1-4任一项所述的Fe掺杂的氧化钽立方体的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将FeS和TaCl₅分散于乙二醇中，得到溶液A；

(2)将溶液A转入反应釜中，在240～270℃条件下热处理，得到Fe掺杂的氧化钽立方体；

其中，步骤(1)所述溶液A中，FeS的浓度为6.11mmol/L～28.28mmol/L；步骤(1)所述溶液A中，TaCl₅的浓度为111.67mmol/L～127.62mmol/L。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(1)中，将FeS和TaCl₅分散于乙二醇中之后，进行搅拌的步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述搅拌的步骤中，搅拌的时间为0.5h～2h。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述搅拌的步骤中，搅拌的时间为0.5h。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述搅拌的步骤中，搅拌的温度为50℃～60℃。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述溶液A中，FeS的浓度为6.50mmol/L～12.37mmol/L。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述溶液A中，FeS的浓度为6.50mmol/L～8.00mmol/L。

12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述溶液A中，TaCl₅的浓度为115.00mmol/L～125.00mmol/L。

13.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述热处理的温度为250℃。

14.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述热处理的时间为46h～50h。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述热处理的时间为48h。

16.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述反应釜为聚四氟乙烯内衬高压消解罐。

17.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(2)热处理之后进行自然冷却、分离、清洗和干燥的步骤。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述分离的步骤为离心或抽滤中的任意一种。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述清洗的步骤中使用水和/或乙醇进行清洗。

20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述清洗的次数为3次～5次。

21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为75℃～90℃。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为80℃。

23.如权利要求1-4任一项所述的Fe掺杂的氧化钽立方体的用途，其特征在于，所述Fe掺杂的氧化钽立方体用作可见光催化剂，进行CO₂到CH₄的催化转化。