[发明专利]光吸收材料及其制备方法

说明书

本发明涉及光吸收材料及其制备方法，属于功能材料技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种能够高效捕获紫外可见红外光谱的新型光吸收材料，该材料为VO_x粉体，其中，2＜x≤2.5。本发明首次提出以水热合成方法来制备该光吸收材料，所制得的粉体对紫外可见近中红外光具有很强的吸收，其制备条件和工艺简单易控，对环境无污染，原料来源广且廉价，有利于规模化生产。制得的VO_x光催化剂对太阳光有全吸收，提高了太阳能的利用率，增强了催化效率，从而可有效降解空气污染物，适用于催化剂和光解水制氢领域。此外，所制得的VO_x粉体在近中红外吸收强度高，能应用于红外光吸收、防红外辐射等领域。

技术领域

本发明涉及光吸收材料及其制备方法，具体涉及一种新型紫外可见近中红外光吸收材料VO_x及其制备方法，属于功能材料技术领域。

背景技术

光催化技术是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术，它以半导体为催化剂，通过吸收外界的太阳光，进行一系列的氧化还原反应，以达到降解污染物的效果。作为常见的一种污染物降解方式，光催化技术由于其能够有效降解类似于罗丹明B、甲基橙以及苯酚等有机污染物而日益受到人们的关注。此外，光催化技术还能够利用太阳能光催化裂解水产生氢能源，有望解决能源危机问题。现有的半导体催化剂仅能利用太阳光中5％左右的紫外光以及46％左右的可见光，仍有49％左右的近中红外光未被利用，大大地降低了太阳光的利用率。另一方面，大部分半导体催化剂仅能吸收利用部分光能而不能全吸收太阳能，比如二氧化钛只能吸收利用紫外光、氧化铁只能吸收利用可见光、氧化锰只能吸收利用近红外光。因此，如何寻找到一种能够高效捕获紫外可见红外光谱的光催化剂，成为了提高光催化效率的主要途径。

申请号为201811030034.X的中国发明专利公开了一种全光谱响应二氧化碳还原复合光催化剂及其制备方法，所述复合光催化剂是Cu₂In₂ZnS₅/Gd₂O₂S:Tb复合物，Gd₂O₂S:Tb分散在Cu₂In₂ZnS₅上，Cu₂In₂ZnS₅为二维片状结构，Gd₂O₂S:Tb由Gd₂O₂S:Tb纳米片团聚而成。申请号为201811124607.5的中国发明专利公开了一种仿蛾眼纳米结构的黑色二氧化钛纳米复合材料的制备方法，以碳布作为基底材料，为太阳能蒸汽的离散提供良好的扩散通道；仿蛾眼纳米结构的二氧化钛纳米复合材料通过还原剂的还原反应，在碳布表面引入氧空位和表面无序结构。申请号为201710213349.7的发明专利公开了一种高效全光谱响应CuS/石墨烯复合光催化剂及其制备方法，所述复合光催化剂是CuS微球附着在石墨烯片上，石墨烯为二维片状结构，CuS微球由CuS纳米颗粒组装而成。申请号为201010247518.7的发明专利公开了一种紫外可见全光谱光催化材料的制备方法和应用。该材料是以氯氧化铋为基质，掺杂有溴、碘中的一种或两种元素的纳米材料。

可见，全光谱的光催化材料研究较少，且制备方法较为复杂，成本较高，无法大规模工业化应用。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的第一个技术问题是提供一种能够高效捕获紫外可见红外光谱的新型光吸收材料，该材料制备方法简单，成本较低。

本发明光吸收材料，为VO_x粉体，其中，2＜x≤2.5。

优选的，该材料可吸收紫外光、可见光和近中红外光。

优选的，该材料由含钒前驱体和草酸经水热反应制备得到，其中，水热反应的温度为220～250℃，含钒前驱体中的钒与草酸中的碳的摩尔比为1:(1.5～3.5)。