[发明专利]在铁电光催化材料表面选择性沉积金属氧化物助催化剂的方法

说明书

本发明涉及光催化材料领域，具体为一种在铁电光催化材料表面选择性沉积金属氧化物助催化剂的方法。以铁电材料为基体，取适量装入含不同金属离子的溶液的反应釜中，均匀搅拌后密封反应釜，置于烘箱加热处理，取出反应样品，用去离子水清洗并烘干，在含金属离子溶液体系中得到金属氧化物助催化剂选择性沉积的铁电光催化材料。本发明金属离子为助催化剂前驱体直接吸附在铁电材料的相反极化面上，水热生长出选择性负载助催化剂的光催化材料，通过扫描电子显微镜可辨认其表面的助催化剂以及清晰的选择性沉积。从而，实现铁电材料对助催化剂的选择性调控以及助催化剂对铁电光催化材料的修饰，有效提高铁电光催化材料的光催化性能。

技术领域

本发明涉及光催化材料领域，具体为一种在铁电光催化材料表面选择性沉积金属氧化物助催化剂的方法，通过水热过程，以铁电光催化材料为基体、金属离子为助催化剂前驱体直接水热制备出表面选择性沉积金属氧化物助催化剂的铁电光催化材料。

背景技术

在光催化领域，有效分离光生载流子并实现其高效利用是获得高光催化效率的关键。钙钛矿结构(ABO₃)铁电材料由于B位金属阳离子在晶格位置上的不平衡，导致正负对称中心的不重合从而引起自发极化电场，利用这种退极化场可加速光照激发的空穴、电子的定向分离，减小复合几率。但不足之处是：铁电材料的表面催化活性弱，一般需要通过负载助催化剂提供更多的反应活性位点来提高反应活性，常规的沉积方法包括光沉积、浸渍等方法。

我们发现可利用铁电材料独特的极化特性在不同极化表面实现离子的选择性吸附，该选择性吸附特性可诱导金属氧化物助催化剂在不同极化面上水热生长，能提高光催化材料对太阳能的转化效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在铁电光催化材料表面选择性沉积金属氧化物助催化剂的方法，能够实现温和条件下铁电光催化材料对助催化剂的调控，从而提高铁电光催化材料中光生载流子的分离效率和表面反应活性。

本发明的技术方案：

一种在铁电光催化材料表面选择性沉积金属氧化物助催化剂的方法，以铁电材料为基体，将其装入含不同金属离子的中性溶液的反应釜中，搅拌均匀密封反应釜后，置于烘箱加热处理，取出反应样品，用去离子水清洗并烘干，从而得到选择性沉积金属氧化物助催化剂的铁电材料。

所述铁电材料为不同形貌的PbTiO₃、BaTiO₃、BiFeO₃、LiNbO₃、KNbO₃、Bi₄Ti₃O₁₂、Bi₂SiO₅、Bi₅FeTi₃O₁₅、PbZr_xTi_1-xO₃或相关衍生的化合物。