[发明专利]一种银纳米花/Ti3

说明书

本发明公开了一种银纳米花/Ti₃C₂T_x复合材料的制备方法及其应用，是在Ti₃C₂T_x片层上负载银纳米花颗粒后获得的复合材料，其中二维结构的Ti₃C₂T_x片层提供了稳定的骨架和较大的比表面积，有助于催化反应的进行；银纳米花则由横向尺寸400～600nm且厚度10～30nm的银片自组装形成，其负载在Ti₃C₂T_x片层表面，与之形成紧密的接触界面，成为该复合材料的活性部位。本发明方法制备的银纳米花/Ti₃C₂T_x复合材料是一种高效、稳定的光催化材料，能够有效降解有机染料罗丹明B，光降解效率最高可达91.3％。

技术领域

本发明涉及一种纳米复合材料的制备方法，具体涉及一种银纳米花/Ti₃C₂T_x复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

21世纪人类面临着环境污染和能源短缺等问题，而光催化技术由于能将廉价、清洁、可再生的太阳能转化为化学能，并利用该化学能实现降解有机污染物来解决环境污染问题或实现制氢来解决能源问题而备受关注。因此，人们在近年来加大了对光催化材料的研究力度。在众多的光催化材料中，纳米银/二维层状材料复合结构因可同时利用纳米银的强可见光响应特性和二维层状材料的大比表面积的特点而成为研究热点之一。

当前已有一些纳米银/二维层状材料复合结构的制备方法被报道。例如CN201910684608.3和CN201710105010.5分别采用光引发法和溶剂热法制备了Ag/PANI/石墨烯和Ag/g-C₃N₄复合光催化剂。上述的方法虽然成功制备了纳米银/二维层状材料复合结构，但是在其反应过程中会产生一些有毒物质，并且制备工艺复杂。而本发明报道了一种成功制备二维Ti₃C₂T_x纳米片表面负载银纳米花复合材料的方法，其中Ti₃C₂T_x是一种具有类石墨烯结构的二维层状过渡金属化合物，T_x表示官能团-OH、-F等。该方法具有无毒、高效、工艺简单等优势，由该方法制备出的复合材料显示出了高效的可见光降解活性。

发明内容

本发明是针对纳米银/二维层状材料复合光催化剂制备繁琐的缺点，提供了一种银纳米花/Ti₃C₂T_x复合材料的制备方法及其应用。

本发明银纳米花/Ti₃C₂T_x复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：先将氟化锂加入盐酸(6M)溶液中，配制成50mg/mL的氟化锂盐酸溶液，随后加入一定量的Ti₃AlC₂粉末，搅拌均匀后于70℃下水浴加热45h，离心洗涤后获得二维Ti₃C₂T_x纳米片，将其分散于去离子水中制成溶胶，密封保存以备用。

步骤2：利用步骤1所制备的Ti₃C₂T_x溶胶，实现银纳米花的负载，具体步骤为：将一定浓度的柠檬酸铵水溶液和聚乙烯吡咯烷酮水溶液先后加入事先配制好的硝酸银水溶液中，搅拌均匀；随后加入步骤1获得的Ti₃C₂T_x溶胶，再次搅拌均匀后得到混合液；将混合液于25～70℃下水浴加热2～45小时，反应结束后离心并干燥，得到银纳米花/Ti₃C₂T_x复合材料。