[发明专利]一种溴化铅铯/二氧化钛复合光催化剂材料的制备方法

说明书

本发明公开一种溴化铅铯/二氧化钛复合光催化剂材料的制备方法，包括一、通过溶剂法制备溴化铅铯纳米颗粒；二、通过溶剂热法制备溴化铅铯/二氧化钛复合光催化剂材料。本发明通过简单的溶剂热法制备出了溴化铅铯/二氧化钛复合光催化剂材料，得到的复合光催化剂材料具有良好的水稳定性，使其能在可见光照射下高效的降解盐酸四环素，说明其在水中具有优良的光催化性能。

技术领域

本发明涉及一种溴化铅铯/二氧化钛复合光催化剂材料的制备方法，属于光 催化环保纳米材料技术领域。

背景技术

随着城市工业化的快速发展以及人类对能源的需求日益增加，环境污染和 能源危机已成为一个日益严重的问题，以太阳光为能源的光催化技术应运而生。 与传统方法相比，光催化技术具有成本低、操作简便、环境友好、催化剂可循 环使用的优势(WaterResearch,2010,44(10):2997-3027)。但目前光催化技术仍存 在光吸收范围窄，光生电子-空穴易复合的挑战，这些因素导致光催化剂材料的 太阳能利用率低，难以实现该技术的大规模应用。针对以上问题，一方面寻找 可应用于光催化的新型窄带隙材料，另一方面对现有催化剂进行改性，来提高 光催化剂材料的光吸收范围和抑制光生电子-空穴复合。这是目前光催化技术面 临的挑战和亟待解决的核心问题，也是光催化技术领域一个新的研究热点。

自2015年Loredana(Nano Letters,2015,15(6):3692-3696)等人报告了有关全无机卤化物钙钛矿量子点的开拓性工作以来，全无机卤化物钙钛矿的特殊结构 和独特的理化特性受到越来越多的关注。在这些全无机卤化物钙钛矿中，溴化 铅铯的带隙仅为2.26eV，具有独特的光学和电学性质、高的吸收系数和宽的吸 收范围和优异的电荷载流子迁移率的优点(Advanced Energy Materials,2018, 8(26):1702073)，受到了特别的关注。基于溴化铅铯优异的光电化学性能，研究 学者们逐渐开始关注其在光电转换方面的应用，目前已经成为用于光电转换领 域最有前途的材料之一(Small,2017,13(9):1603996；Advanced Materials,2016, 28(45):10088-10094)。然而，影响全无机钙钛矿纳米材料广泛应用的主要障碍是 由于它们独特的离子结构导致稳定性较差(Science Bulletin,2017, 62(5):369-380)。当钙钛矿纳米材料暴露于水分、氧气、高温或紫外线时，晶体 结构易遭到破坏，使得材料储存比较困难(Nature Materials,2014,13(9):838-842)。 在这些外部因素中，水分是钙钛矿纳米材料的环境稳定性的主要问题之一，严 重限制了其在光电转换领域的应用，尤其是以水为媒介的光催化领域的应用。 因此提高钙钛矿纳米材料水中的稳定性是其在光催化领域应用亟待解决的问 题。

当前，已有研究致力于提高溴化铅铯的稳定性，从而解决包括溴化铅铯在 内的全无机钙钛矿纳米材料不稳定的问题。例如用防水封端配体对全无机钙钛 矿纳米晶进行表面修饰(Nanoscale,2017,9(2):631-636)，或者利用二氧化硅 (Advanced Materials,2016,28(45):10088-10094)进行封装等。虽然这些有机配体 或聚合物能够钝化表面从而增强钙钛矿纳米材料的稳定性，但这些绝缘性外层 阻碍了电荷传输，限制了其在光电或催化方向的应用。此外，这些无机壳层如 二氧化硅合成过程多为低温水解反应，获得的外层多是无定形，其在水中的稳 定性和电荷转移性质有限(Advanced Materials,2016,28(45):10088-10094)。因此， 开发水稳定性以及具有良好电荷传输特性的钙钛矿纳米材料势在必行，对钙钛 矿材料在光催化领域的实际应用至关重要。