[发明专利]一种二硫化钨/甲脒铅溴酸盐复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于光催化降解技术领域，公开一种二硫化钨/甲脒铅溴酸盐复合光催化剂及其制备方法和应用。所述复合光催化剂是在磁力搅拌条件下，将析出液加入到二硫化钨分散液中，然后加入甲脒铅溴酸盐钙钛矿前驱液混合，经40～100℃干燥制得；其中，所述的甲脒铅溴酸盐钙钛矿前驱液是将溴化铅和甲脒氢溴酸盐加入到分散剂中，搅拌溶解至澄清制得；所述的二硫化钨分散液是将二硫化钨加入分散剂中，在20～40℃下经超声和离心处理，通入保护气体制得。该二硫化钨/甲脒铅溴酸盐复合光催化材料光响应范围广，导电性好、光生载流子易分离和转移，具有非常好的光催化活性，可用于光催化氧化分解大部分芳香醇。

技术领域

本发明属于光催化氧化技术领域，更具体地，涉及一种二硫化钨/甲脒铅溴酸盐复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

化石能源属于不可再生能源看，随着化石能源资源的过度开发和利用，也带来了许多能源问题和环境问题。光催化技术是一种新兴的绿色技术，在能源和环境领域具有非常重要的应用前景。寻找高性能的的光催化材料是这一领域持之以恒的使命。近年来，金属卤化物钙钛矿材料展现出及其优异的光电性能，走近了科研人员的视野。

金属卤化物钙钛矿分子通式为ABO₃，目前金属卤化物钙钛矿材料主要在太阳能电池方面被广泛应用，金属卤化物钙钛矿电池用于光伏产业转换率目前记录已经达到了25.2％。金属卤化物钙钛矿由于具有优异的光电性能，主要作为钙钛矿太阳能电池的光吸收层一直被研究。金属卤化物钙钛矿的能量转换继续体现为主流的钙钛矿研究，然而他们在光催化和光电化学中的应用研究仍然相对未开发。这里我们拓宽了金属卤化物钙钛矿材料在光催化氧化领域的应用，以二维半导体材料二硫化钨/甲脒铅溴酸盐作为光催化材料用于有效、选择性光催化氧化苯甲醇(工业上的一种重要反应物，工业废水常有成分)。

甲脒铅溴酸盐钙钛矿具有高载流子迁移率，超快载流子动力学和可调禁带宽度等优点，其禁带宽度约为2.2eV从而具有极其优秀的光电性能，可响应绝大部分可见光，其具有非常高的电荷转移能力和光生电子-空穴对分离能力。小粒径的甲脒铅溴酸盐钙钛矿材料由于具有更大的比表面积、更短的光生载流子转移路程、更低的缺陷状态、更高的品质。故小粒径的甲脒铅溴酸盐钙钛矿相比大颗粒的甲脒铅溴酸盐钙钛矿具有更好光电性能。此外，小粒径的甲脒铅溴酸盐钙钛矿材料与小粒径的二维半导体材料二硫化物结合，能进一步的地提高了光电性能。

二硫化钨(WS₂)作为一种非常典型的2D过渡金属二硫化物，二硫化钨是SWS夹层板通过范德瓦尔斯相互租用叠加组成的结构，具有强自旋轨道耦合，高面内载流子迁移率。二硫化钨的带隙可通过间接带隙(1.2eV)进行调整到直接带隙(1.9eV)，被广泛认为是一种有前途的非贵金属催化剂。许多研究表明二硫化钨在边缘点位具有高内在活性，由此可知，更小粒径的二硫化可以获得更多的边缘活性位点，二硫化钨层间以范德瓦尔斯相互作用键合，可通过机械方法获得小粒径的二硫化钨，如：超声处理获得的小粒径二硫化钨纳米片增加了边缘位点的暴露。根据范德瓦尔斯相互作用原理，在这里，通过简单的液相剥离方法结合离心处理方法制备单层或少层的小粒径二维硫化钨纳米片。然而，WS₂作为光催化剂具有低电子传导性的缺点。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明首要目的在于提供一种二硫化钨/甲脒铅溴酸盐复合光催化剂。甲脒铅溴酸盐钙钛矿与二维半导体材料二硫化结合，可解决二硫化钨低电子传导的缺点，同时提高复合光催化材料的光电性能。

本发明的另一目的在于提供上述二硫化钨/甲脒铅溴酸盐复合光催化剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述二硫化钨/甲脒铅溴酸盐复合光催化剂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：