[发明专利]一种掺氮层状氧化物、制备方法及应用

权利要求书

1.一种掺氮层状氧化物制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)制备第一前驱体，所述第一前驱体为AM₂Ta₃O₁₀或ARTa₂O₇；其中，A为Cs或Rb，M为Ca、Sr或Ba，R为La或Y；

步骤2)对第一前驱体进行熔融盐处理，制备第二前驱体；

步骤3)将第二前驱体采用熔盐辅助、高温氮化的方法制备得到掺氮层状氧化物。

2.根据权利要求1所述的掺氮层状氧化物制备方法，其特征在于，步骤1)中，制备第一前驱体的方法为溶胶凝胶法或高温固相法。

3.根据权利要求2所述的掺氮层状氧化物制备方法，其特征在于，采用溶胶凝胶法制备第一前驱体AM₂Ta₃O₁₀的方法为：将A的盐或氧化物，M的盐或氧化物，以及氯化钽或乙醇钽混合加入到甲醇或乙醇中混合均匀，并加入柠檬酸和乙二醇作为粘结剂，加热，形成溶胶凝胶后，进行煅烧，得到第一前驱体AM₂Ta₃O₁₀；其中，A、M和Ta离子的摩尔比为：(1～1.8):2:3；

采用溶胶凝胶法制备第一前驱体ARTa₂O₇的方法为：将A的盐或氧化物，R的盐或氧化物，以及氯化钽或乙醇钽混合加入到甲醇或乙醇中混合均匀，并加入柠檬酸和乙二醇作为粘结剂，加热，形成溶胶凝胶后，进行煅烧，得到第一前驱体ARTa₂O₇；其中，A、R和Ta离子的摩尔比为：(1～1.8):1:2。

4.根据权利要求3所述的掺氮层状氧化物制备方法，其特征在于，所述溶胶凝胶法制备第一前驱体的条件为：加热温度为200～300℃，煅烧温度为500～800℃，煅烧时间为1～4h。

5.根据权利要求1所述的掺氮层状氧化物制备方法，其特征在于，采用高温固相法制备第一前驱体AM₂Ta₃O₁₀的方法为：将A的盐或氧化物，M的盐或氧化物，以及氯化钽或乙醇钽混合研磨均匀，并进行高温煅烧，得到第一前驱体AM₂Ta₃O₁₀；其中，A、M和Ta离子的摩尔比为：(1～1.8):2:3；

采用高温固相法制备第一前驱体ARTa₂O₇的方法为：将A的盐或氧化物，R的盐或氧化物，以及氯化钽或乙醇钽混合研磨均匀，并进行高温煅烧，得到第一前驱体ARTa₂O₇；其中，A、R和Ta离子的摩尔比为：(1～1.8):1:2。

6.根据权利要求5所述的掺氮层状氧化物制备方法，其特征在于，高温固相法制备第一前驱体的条件为：高温煅烧的温度为800～1100℃，高温煅烧的时间为2～10h。

7.根据权利要求1所述的掺氮层状氧化物制备方法，其特征在于，步骤2)中熔融盐处理的条件为：熔融盐处理的温度为300～400℃，处理时间为24～48h，所述熔融盐为KNO₃、LiNO₃或NaNO₃。

8.根据权利要求1所述的掺氮层状氧化物制备方法，其特征在于，步骤3)的具体操作为：将第二前驱体与辅助熔盐KCl、NaCl或LiCl按摩尔比为1:(0.5～5)混合后，再进行氮化；其中，氮化的温度为800～900℃，在200～300mL/min氨气流中氮化0.15～1h。

9.利用权利要求1-8任一项所述的掺氮层状氧化物制备方法制备的掺氮层状氧化物，其特征在于，所述掺氮层状氧化物吸收光谱为500～600nm。

10.如权利要求9所述的掺氮层状氧化物作为分解水光催化剂的应用。