[发明专利]Zn2+

说明书

本发明公开了一种Zn²⁺掺杂卤化铅铯量子点微晶玻璃作为催化剂在光催化水产氢反应中的应用，所述的Zn²⁺掺杂卤化铅铯量子点微晶玻璃通过如下方法制备：(1)以B₂O₃、SiO₂和ZnO作为基玻璃原料，以Cs₂CO₃、PbBr₂、NaBr、NaCl和PbCl₂作为量子点原料，ZnBr₂作为掺杂物，按比例称量原料进行混合，研磨均匀；(2)把步骤(1)研磨好的玻璃粉放入坩埚中，升温熔制后将坩埚中的玻璃熔体倒入已预热的浇铸模具上，然后置于马弗炉中退火消去内应力，然后随炉冷却，将冷却后的玻璃放入马弗炉中进行热处理，然后冷却、研磨得到Zn²⁺掺杂CsPbBr_1.5Cl_1.5量子点微晶玻璃粉末。本发明的Zn²⁺掺杂CsPbBr_1.5Cl_1.5量子点微晶玻璃制备时间短、原料易得、易于批量生产，在光催化水产氢反应中具有较好的催化性能和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种Zn²⁺掺杂卤化铅铯量子点微晶玻璃作为催化剂在在光催化水产氢中的应用。

背景技术

由于全无机卤化铅铯钙钛矿纳米晶具有波长可调，吸收范围广，带隙可调，高量子效率的优点，广泛受到关注。CsPbX₃纳米晶的制备方法有溶液的热注入合成法，离子交换法。CN201710783608.X，本发明的一种水溶性CsPbX3钙钛矿纳米晶的制备方法，将其分散在有机溶剂中进行稳定保护，离心之后得到聚合物离子。获得可发光、高量子效率的钙钛矿粒子，在生物应用，显示等领域具有巨大的应用价值。CN201910202479.X本发明公开了一种由三氟乙酸盐诱导的小晶粒CsPbX3钙钛矿薄膜的制备方法，实现了发光可调，制作成本较少，稳定性有所提高，更加环保。尽管薄膜法合成的纳米晶量子效率高，但是CsPbX₃纳米晶遇空气和水极其不稳定，易分解变质，严重限制了其广泛应用。薄膜对钙钛矿纳米晶的保护作用优于溶液，但还是弱于稳定的玻璃基质。CN201810300610.1本发明提供一种硼掺杂的CsPbX3微晶玻璃及其制备方法。获得发光性能好，吸收好的一系列微晶玻璃，在LED、电池、激光等各个领域有潜在应用。

然而，全无机卤化铅铯钙钛矿的应用广泛应用于光电领域，对光催化的研究不够深入系统。CsPbX₃纳米晶的带隙位于1.23-3.1eV之间，符合光催化条件，但是CsPbX₃纳米晶遇水稳定性极差，因此，要选择更加稳定的保护基质使其不仅具有水稳定性，还能保持光催化性能。用CsPbX₃微晶玻璃用于光催化水产氢即将成为新的研究热点。Wang等人提出，在硅优化的有机无机杂化钙钛矿在酸性溶液中进行光催化析氢反应，提出了氢铅键的反应理论，设计了不同配体的无机杂化钙钛矿进行产氢反应，实验发现有机无机杂化钙钛矿确实符合光催化的带隙条件。随着进一步的光催化实验的探究，Gou等人提出，通过调整钙钛矿中的卤化物可以增强了CO₂的光还原实验。实验证明，通过卤素调节，不仅可以调节波长范围，还能改变催化剂的带隙，进而提高光催化效率，说明全无机卤化铅铯钙钛矿也具有光催化性能。Xu等人提出CsPbBr₃纳米晶体/Pd纳米片肖特基结光催化剂增强了太阳能驱动气体CO₂的转化，进一步证明全无机卤化铅铯钙钛矿可以通过复合其他材料进行光催化实验。但是并没有很多关于CsPbX₃纳米晶光催化水产氢的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水稳定性好、制备工艺简单、原料易得、易于批量生产的Zn²⁺掺杂CsPbBr_1.5Cl_1.5量子点微晶玻璃作为催化剂在光催化水产氢反应中的应用，该量子点微晶玻璃具有较好的催化性能和稳定性。