[发明专利]一种等离子体诱导Bi2

说明书

本发明公开了一种等离子体诱导Bi₂MoO₆光催化剂的制备方法。该光催化剂微观形貌为纳米片组装而成的团簇结构，团簇结构直径800 nm–1000 nm；其制备步骤如下：1.将五水合硝酸铋（Bi(NO₃)₃·5H₂O）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）与二水合钼酸钠（Na₂MoO₄·2H₂O）搅拌混合成混合液；2.将混合液转入水热釜反应，水洗醇洗烘干后，得到团簇结构的Bi₂MoO₆材料；3.将团簇结构的Bi₂MoO₆放入乙醇中，机械搅拌至均匀分散，并在石英片上烘干固定后放入Ar/H₂混合气氛围中进行等离子体处理，得到含BiO_2‑x纳米粒子的Bi₂MoO₆团簇结构材料。所制备的材料扩大了光催化剂光吸收的范围、促进了光生载流子的分离、提高了催化剂的稳定性，因此得到更广泛的利用。

技术领域

本发明涉及光催化剂，特指一种可控的等离子体诱导Bi₂MoO₆光催化剂及其制备方法，属于光催化材料的制备方法技术领域。

背景技术

Bi₂MoO₆作为一种Aurivillius相氧化物半导体材料，不仅具有合适的禁带宽度来有效利用可见光，而且具有优异的物理化学性质，如：较好的化学和热稳定性、优异的光电性能等。因此，Bi₂MoO₆被广泛应用于固氮、光催化CO₂还原及可见光下降解有机污染物领域。然而，对于普通的Bi₂MoO₆存在与CO₂之间的亲和力较弱、电子–空穴分离效率低等缺点，这严重限制了其在光催化领域的应用。因此需要设计合理的能带结构、电子结构适宜，且具有较大的比表面积和光吸收范围来提升其吸附CO₂能力、选择性和催化效率。现有的光催化剂改性方法主要有形貌调控、缺陷调控、贵金属沉积和半导体复合等。近年来出现的利用等离子体对光催化剂进行表面缺陷调控可以大大提高催化剂催化性能。

等离子体指部分或完全电离的气体，且自由电子和离子所带正、负电荷的总和完全抵消，宏观上呈现电中性。根据等离子体的温度可以划分成高温等离子体（热核聚变等离子）和低温等离子体。低温等离子体又包括热等离子体（等离子体弧、等离子体炬等）和冷等离子体（低气压交直流、射频、微波等离子体以及高气压介质阻挡放电、电晕放电、RF放电等）。低温冷等离子体中存在着大量的活性粒子，能够和所接触的材料表面发生反应，因此它们被用来对材料表面进行改性处理.。

介质阻挡放电（DBD）是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电或无声放电。介质阻挡放电能够在高气压和很宽的频率范围内工作，通常能够在常压下产生等离子体，电源频率可从50 Hz至1M Hz。介质阻挡放电等离子体处理光催化剂具有处理条件温和、反应时间短、能耗低等特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可控的等离子体诱导Bi₂MoO₆光催化剂的制备方法，并用于CO₂光催化还原研究。该方法首先通过水热的方法得到形貌规整的纳米片团簇，再通过等离子体诱导得到这种形貌很好的Bi₂MoO₆纳米团簇。利用Bi₂MoO₆纳米团簇结构本身的特性，解决现有光催化剂对可见光利用率不高、载流子分离效率低等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：