[发明专利]用于CO2

说明书

本发明涉及一种用于COsubgt;2/subgt;还原的CsPbBrsubgt;3/subgt;量子点/纳米CuCosubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;复合光催化剂，包括CsPbBrsubgt;3/subgt;量子点和纳米CuCosubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;，所述CsPbBrsubgt;3/subgt;量子点和纳米CuCosubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;的比例为0.2‑2mmol:4‑40mg；以及涉及一种用于COsubgt;2/subgt;还原的CsPbBrsubgt;3/subgt;量子点/纳米CuCosubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;复合光催化剂的制备方法。本发明的CsPbBrsubgt;3/subgt;量子点/纳米CuCosubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;复合光催化剂具有可见光利用率高、光催化性能优异的优点，通过连续超声处理使CsPbBrsubgt;3/subgt;量子点与纳米CuCosubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;复合：高频震动的声波传递到CsPbBrsubgt;3/subgt;量子点与纳米CuCosubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;的表面，使其表面层原子相互摩擦从而实现表面原子层的结合；该方法的重点在于两种材料表面原子层的结合，因而嵌入CuCosubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;纳米片的CsPbBrsubgt;3/subgt;量子点不易发生脱落；该方法不涉及化学反应，因此不会引入其他杂质；该方法工艺简单，重现性好，成本低廉，符合环境要求。

技术领域

本发明涉及纳米材料及其制备方法技术领域，尤其涉及一种用于CO₂还原的CsPbBr₃量子点/纳米CuCo₂O₄复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

随着现代社会能源需求的逐渐增加，化石能源正以逐年增长的速度慢慢消耗殆尽。同时，化石能源的燃烧伴随着大量CO₂的释放，给全球带来严重的温室效应。尽管目前工业上二氧化碳回收分离技术较为成熟，然而，相对于巨大的二氧化碳年排放量而言，工业回收的二氧化碳占据比例较小。此外，工业二氧化碳回收分离技术一般只适用于大规模二氧化碳含量较高的废气回收处理，一些零散的排放源以及二氧化碳含量较低的废气回收分离成本较高，不适于推广应用。鉴于工业二氧化碳回收分离技术的高昂成本以及适用范围窄的缺点，寻找低廉便利、适于大规模推广的二氧化碳处理技术对于解决全球温室效应等问题至关重要。

半导体材料在外界光刺激下其内部将产生光生电子—空穴对。而半导体材料中的缺陷可以俘获光生电子或空穴，从而阻止光生电子—空穴对的复合。被俘获的电子或空穴扩散至半导体催化剂表面即形成具有较强氧化还原势的活性位点。当CO₂与这些活性位点结合时即可发生还原反应，生成CO或CH₄、CH₃OH、C₂H₅OH等小分子可燃碳氢化合物。因此，应用半导体材料光催化CO₂还原为小分子有机物或者一氧化碳，既可以减小CO₂排放所带来的温室效应，产物又可以作为燃料使用，从而解决能源短缺问题。此外，该过程能耗较小且不会产生其他有害物质对环境造成污染。综合来看，光催化CO₂还原技术具有极高的实际应用价值。

然而，目前使用较为广泛的CO₂还原光催化剂如TiO₂、g-C₃N₄、CdS、CdSe等尚且存在一定不足，即它们很难同时实现较高的光催化反应速率和较好的可见光波段光吸收性能。因此这些材料在工作时必须依赖人工紫外光作为光源，造成了成本的增加和应用场景的局限。这一缺点无疑将会制约光催化CO₂还原技术的实际应用和未来发展。因此我们迫切需要寻找和开发在可见光波段具有更强光吸收性能且同时具备较高催化效率的光催化材料。

发明内容