[发明专利]稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料在光催化二氧化碳制备甲醇中的应用，其特征在于：稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料的制备包括如下步骤：将经酸溶液浸泡并干燥磨成粉末状的农林废弃物在水浴条件下均匀分散在稀土盐溶液中，然后加入偏钒酸铵、五氧化二钒或者偏钒酸钠，以酸溶液调节pH值至2~5，然后采用微波水热反应，制得所述稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料，所述稀土盐为稀土硝酸盐、稀土硫酸盐或者稀土氯化盐中的任意一种；

稀土钒酸盐量子点与生物炭纳米片的质量比为0.1～0.5：1；

所述微波水热反应温度为120～180℃，反应时间为1～4h。

2.根据权利要求1所述的稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料在光催化二氧化碳制备甲醇中的应用，其特征在于：所述农林废弃物经酸溶液浸泡前还包括用去离子水清洗的步骤；

和/或，还包括如下步骤：在所述微波水热反应结束后降温，离心收集产物，将产物沉淀物用去离子水和无水乙醇交替洗涤几次，以除去表面杂质，并在80℃下干燥12h，得到稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料；

和/或，所述农林废弃物以木质纤维素为主要成分，且为石榴皮、树叶、花瓣、橘子皮、秸秆中的任意一种或多种；

和/或，所述稀土硝酸盐与偏钒酸铵的摩尔比为1:1；

和/或，所述稀土盐为稀土镧盐、铈盐、钐盐、钆盐中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料在光催化二氧化碳制备甲醇中的应用，其特征在于：浸泡所用的酸为0.1-0.8mol/L的盐酸、硝酸或硫酸溶液，浸泡时间为1-3天，然后干燥并完全粉碎磨成粉末状。

4.根据权利要求3所述的稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料在光催化二氧化碳制备甲醇中的应用，其特征在于：浸泡所用的酸为0.5mol/L的盐酸。

5.根据权利要求1所述的稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料在光催化二氧化碳制备甲醇中的应用，其特征在于：所述水浴温度为40-90℃。

6.根据权利要求5所述的稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料在光催化二氧化碳制备甲醇中的应用，其特征在于：所述水浴温度为60℃。

7.根据权利要求1所述的稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料在光催化二氧化碳制备甲醇中的应用，其特征在于：用酸溶液调节pH值至3。

8.根据权利要求1所述的稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料在光催化二氧化碳制备甲醇中的应用，其特征在于：具体应用方法如下：

将稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料分散于去离子水中并控制稀土钒酸盐量子点/生物炭纳米片复合光催化材料与去离子水的质量比为0.1:100，然后再加入到光化学反应器中，将CO₂气体通入反应器，排空设定时间后以300W的氙灯为模拟光源进行反应，光照至少10h，制得甲醇。