CN111921550A - 一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂及其制备方法 - Google Patents
一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于催化剂技术领域。本发明公开了一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂，其由MXene材料与二氧化钛纳米管复合制得；本发明还公开了一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂的制备方法，其包括MXene材料的制备与MXene/二氧化钛纳米管复合材料的制备两个步骤。通过本发明制备的MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂由于MXene独特的层状结构，扩大了二氧化钛对光的响应范围，提高了电子‑空穴分离率，使得其在可见光作用下产生更高的光催化活性，在光催化领域有广泛的应用前景。而且本发明提供的合成方法具有工艺简单、耗能少、条件温和及产品形貌好等特点，适合大规模生产应用。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂技术领域，尤其是涉及一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂及其制备方法。
背景技术
随着工业化发展，能源短缺和环境污染问题日益严重，这迫使人们不断寻找清洁及可持续能源来改善环境和能源问题。氢是人们普遍认同的一种清洁能源载体。光催化制氢技术是目前具有很好的发展前景和应用前景的一种重要制氢途径之一，它能够极大地实现太阳能向化学能地转变，同时其也具有环境友好及稳定性高等特点。TiO2是目前被广泛关注且最有前途的光催化剂之一。由于其具有光催化性能高、氧化效率高、无毒、成本低易得、绿色环保等优点，使得其在光电转换、分解水制氢产氧、降解污染物等方面得到广泛应用。
但是，TiO2的禁带宽度较大（约3.2ev），只有在紫外光照射下才会成功激发产生电子-空穴对，显示出光化学活性，其对太阳光的利用效率极低（只有百分之五左右），这阻碍了二氧化钛在光催化技术领域的大规模应用；另外，TiO2在光照下的光生电子-空穴对极容易复合，从而降低了其光催化效率，这成为了其作为光催化剂的很主要的一个缺点。因此，针对TiO2存在的这些问题，人们想出一系列的策略方法，对TiO2光催化剂做了改性处理，如贵金属负载改性、金属氧化物掺杂改性、半导体复合改性、离子掺杂改性等。在这些策略方法中，共催化剂能够与TiO2产生协同作用，很好地增强TiO2的光催化活性。然而，它们还存在许多缺点与不足，还存有很多值得改进和研究的空间。因此需要找到更好的修饰体系使其光催化性能得到提高。
TiO2与二维层状材料的复合已被证明可以扩大TiO2可见光的利用范围和抑制电子-空穴的复合，从而提高光催化活性，二维层状材料已然成为最具竞争力的助催化剂的候选材料。MXene是一种类石墨烯的新型二维层状材料，由于其独特的二维层状结构、较大的比表面积及良好的电子导电性和亲水性等特点，已开始被广泛研究和应用于光催化技术、生物传感器和超级电容器等众多领域，已经成为低维材料研究的前沿，并有望开辟新的科学技术领域。但是，目前关于TiO2与MXene复合制备光催化剂中所产生的二氧化钛基本上都是颗粒状的，相比于管、片来说比表面积较小，极大地影响了肖特基势垒的形成，对在可见光下复合材料的光催化活性产生不利影响。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种具有较高的光催化活性的MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂，
本发明还提供了一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂，其由MXene材料与二氧化钛纳米管复合制得。
作为优选，MXene材料由Ti3AlC2经刻蚀后超声分层制得。
一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
a）MXene材料的制备：
将LiF加入到盐酸溶液中并混合均匀，加入Ti3AlC2固体粉末并混合均匀，恒温反应，得反应产物，将反应产物洗涤至中性，并将洗涤后得产物分散于水中，通入N2/Ar并超声2～4小时，将超声处理后的产物离心并取上层清液，向上层清液中加入氢氧化钠溶液，静置得沉淀，洗涤沉淀至中性，并冷冻干燥制得MXene材料；
b）MXene/二氧化钛纳米管复合材料的制备：
将MXene材料与P25依次加入到氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，再加入到反应釜中，在125～135℃中反应22～26小时，反应后离心并洗涤至中性，干燥后制得MXene/二氧化钛纳米管复合材料。
作为优选，步骤a）中，盐酸溶液的浓度为8～10mol/L。
作为优选，步骤a）中，每30mL盐酸溶液对应0.7～0.9g LiF粉末与0.9～1.2gTi3AlC2固体粉末。
作为优选，步骤a）中，恒温反应为反应温度为30～40℃，反应时间44～52小时。
作为优选，步骤a）中，加入与上清液等体积的浓度0.8～1.2mol/L氢氧化钠溶液。
作为优选，步骤b）中，氢氧化钠溶液的浓度为9～11mol/L。
作为优选，步骤b）中，每5mL氢氧化钠溶液对应0.06～0.08g MXene材料与0.09～0.11g P25。
因此，本发明具有以下有益效果：
通过本发明制备的MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂由于MXene独特的层状结构，扩大了二氧化钛对光的响应范围，提高了电子-空穴分离率，使得其在可见光作用下产生更高的光催化活性，在光催化领域有广泛的应用前景。而且本发明提供的合成方法具有工艺简单、耗能少、条件温和及产品形貌好等特点，适合大规模生产应用。
附图说明
图1为本发明中实施例1中制得MXene/二氧化钛纳米管复合材料与步骤a）制得的单层Mxene（S-MXene）的XRD图；
图2为本发明实施例1中步骤a）制得单层MXene的TEM图；
图3为本发明实施例1中步骤b）制得MXene/二氧化钛纳米管复合材料的TEM图；
图4为本发明实施例1中步骤b）制得MXene/二氧化钛纳米管复合材料的SEM图；
图5为本发明实施例1中制得MXene/二氧化钛纳米管复合材料的带隙对比图；
图6为本发明实施例1中制得MXene/二氧化钛纳米管复合材料的紫外可见吸收光谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。
显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
总实施例
一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂，其由Ti3AlC2经刻蚀后超声分层制得的MXene材料与二氧化钛纳米管复合制得。
一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
a）MXene材料的制备：
将LiF加入到8～10mol/L盐酸溶液中并混合均匀，加入Ti3AlC2固体粉末并混合均匀，每30mL盐酸溶液对应0.7～0.9g LiF粉末与0.9～1.2g Ti3AlC2固体粉末，30～40℃恒温反应44～52小时，得反应产物，将反应产物洗涤至中性，并将洗涤后得产物分散于水中，通入N2/Ar并超声2～4小时，将超声处理后的产物离心并取上层清液，向上层清液中加入与上清液等体积的浓度0.8～1.2mol/L氢氧化钠溶液，静置得沉淀，洗涤沉淀至中性，并冷冻干燥制得MXene材料（单层MXene材料）；
b）MXene/二氧化钛纳米管复合材料的制备：
将MXene材料与P25依次加入到9～11mol/L氢氧化钠溶液中，每5mL氢氧化钠溶液对应0.06～0.08g MXene材料与0.09～0.11g P25，搅拌均匀，再加入到反应釜中，在125～135℃中反应22～26小时，反应后离心并洗涤至中性，干燥后制得MXene/二氧化钛纳米管复合材料。
实施例1
a）MXene的制备：
1) 配置浓度为9mol/L的HCl溶液30ml于聚四氟乙烯烧杯中，称取0.8g的LiF粉末加入其中，搅拌混合均匀；
2) 称取1g Ti3AlC2固体粉末，分多次缓慢加入上述溶液，搅拌混合均匀，将其放入35℃的油浴锅中恒温搅拌反应48小时；
3) 反应后的产物使用高速离心机在4000rpm的转速下离心洗涤取下部黏液，再用蒸馏水反复洗涤至中性；
4) 将洗涤至中性的全部黏液分散于100mL H2O中，通N2/Ar, 同时超声2.5小时，再将样品溶液在4000rpm转速下离心1小时；
5) 离心完后，取上层溶液加入等体积1mol/L的NaOH溶液，絮凝，静置3h得沉淀，将沉淀用蒸馏水洗涤至中性，加入三分之一试管的蒸馏水，超声10min使溶液均匀；
6) 再将其放入冰箱中冰冻10小时，最后用冻干机冻干，即可得到MXene固体；
b）MXene/二氧化钛纳米管复合材料的制备：
1) 配置浓度为10mol/L的NaOH溶液50mL，取5mL于聚四氟乙烯烧杯中待用；
2) 取制备得到的MXene 0.07g分散到5ml 10mol/L的NaOH溶液中，在常温下磁力搅拌器搅拌均匀。再逐渐加入0.1g P25到上述溶液中，搅拌均匀；
3) 搅拌均匀后，将其移至高压反应釜中，控制温度130℃在烘箱中反应24小时；
4) 反应后的产物使用高速离心机在4000rpm的转速下用蒸馏水反复洗涤至中性，离心取沉淀，最后将上述沉淀在55℃下真空干燥12小时即得到MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂。
实施例2
a）MXene的制备：
1) 配置浓度为8mol/L的HCl溶液30ml于聚四氟乙烯烧杯中，称取0.9g的LiF粉末加入其中，搅拌混合均匀；
2) 称取1.2g Ti3AlC2固体粉末，分多次缓慢加入上述溶液，搅拌混合均匀，将其放入30℃的油浴锅中恒温搅拌反应44小时；
3) 反应后的产物使用高速离心机在4000rpm的转速下离心洗涤取下部黏液，再用蒸馏水反复洗涤至中性；
4) 将洗涤至中性的全部黏液分散于100mL H2O中，通N2/Ar, 同时超声2小时，再将样品溶液在4000rpm转速下离心1小时；
5) 离心完后，取上层溶液加入等体积0.8mol/L的NaOH溶液，絮凝，静置3小时得沉淀，将沉淀用蒸馏水洗涤至中性，加入三分之一试管的蒸馏水，超声10分钟使溶液均匀；
6) 再将其放入冰箱中冰冻10小时，最后用冻干机冻干，即可得到MXene固体；
b）MXene/二氧化钛纳米管复合材料的制备：
1) 配置浓度为9mol/L的NaOH溶液50mL，取5mL于聚四氟乙烯烧杯中待用；
2) 取制备得到的MXene 0.08g分散到5ml 10mol/L的NaOH溶液中，在常温下磁力搅拌器搅拌均匀。再逐渐加入0.11g P25到上述溶液中，搅拌均匀；
3) 搅拌均匀后，将其移至高压反应釜中，控制温度125℃在烘箱中反应22小时；
4) 反应后的产物使用高速离心机在4000rpm的转速下用蒸馏水反复洗涤至中性，离心取沉淀，最后将上述沉淀在55℃下真空干燥12小时即得到MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂。
实施例3
a）MXene的制备：
1) 配置浓度为10mol/L的HCl溶液30ml于聚四氟乙烯烧杯中，称取0.7g的LiF粉末加入其中，搅拌混合均匀；
2) 称取0.9g Ti3AlC2固体粉末，分多次缓慢加入上述溶液，搅拌混合均匀，将其放入40℃的油浴锅中恒温搅拌反应52小时；
3) 反应后的产物使用高速离心机在3000rpm的转速下离心洗涤取下部黏液，再用蒸馏水反复洗涤至中性；
4) 将洗涤至中性的全部黏液分散于100mL H2O中，通N2/Ar, 同时超声4小时，再将样品溶液在3000rpm转速下离心1小时；
5) 离心完后，取上层溶液加入等体积1.2mol/L的NaOH溶液，絮凝，静置3小时得沉淀，将沉淀用蒸馏水洗涤至中性，加入三分之一试管的蒸馏水，超声10分钟使溶液均匀；
6) 再将其放入冰箱中冰冻10小时，最后用冻干机冻干，即可得到MXene固体；
b）MXene/二氧化钛纳米管复合材料的制备：
1) 配置浓度为11mol/L的NaOH溶液50mL，取5mL于聚四氟乙烯烧杯中待用；
2) 取制备得到的MXene 0.06g分散到5ml 10mol/L的NaOH溶液中，在常温下磁力搅拌器搅拌均匀。再逐渐加入0.09g P25到上述溶液中，搅拌均匀；
3) 搅拌均匀后，将其移至高压反应釜中，控制温度135℃在烘箱中反应26小时；
4) 反应后的产物使用高速离心机在4000rpm的转速下用蒸馏水反复洗涤至中性，离心取沉淀，最后将上述沉淀在55℃下真空干燥12小时即得到MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂。
性能表征：
对本发明实施例1中制得的MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂及步骤a）制得的单层Mxene（S-MXene）进行XRD测试，采用TEM及SEM观测其形貌；对本发明实施例1中制得的MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂，测试其材料带隙与紫外可见吸收光谱测试；
同时针对实施例1步骤a）中制得的MXene，采用TEM及SEM观测其形貌。
性能表征结果：
1. 由图1可知，通过本发明本发明实施例1制得的MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂具有良好的结晶度并且没有生成其他杂质，纯度较高；
2. 由图2可知，通过本发明本发明实施例1步骤a）制得的MXene为层片状的单层MXene；
3. 由图3、4可知，通过本发明本发明实施例1制得的MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂具有良好的微观形貌，其中片状MXene与管状二氧化钛均匀分布并结合较好；
4. 由图5可知，通过本发明本发明实施例1制得的MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂的禁带宽度为2.54eV，远低于二氧化钛的3.21eV，可见通过本发明复合后禁带宽度减小从而材料在光催化中需要的光驱动力降低，有利于光催化反应的进行；
5. 由图6可知，通过本发明本发明实施例1制得的MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂与单纯的二氧化钛相比，光谱响应范围明显增强。
应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂，其特征在于：
其由MXene材料与二氧化钛纳米管复合制得。
2.根据权利要求1所述的一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂，其特征在于：
所述的MXene材料由Ti3AlC2经刻蚀后超声分层制得。
3.一种根据权利要求1或2所述的MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a）MXene材料的制备：
将LiF加入到盐酸溶液中并混合均匀，加入Ti3AlC2固体粉末并混合均匀，恒温反应，得反应产物，将反应产物洗涤至中性，并将洗涤后得产物分散于水中，通入N2/Ar并超声2～4小时，将超声处理后的产物离心并取上层清液，向上层清液中加入氢氧化钠溶液，静置得沉淀，洗涤沉淀至中性，并冷冻干燥制得MXene材料；
b）MXene/二氧化钛纳米管复合材料的制备：
将MXene材料与P25依次加入到氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，再加入到反应釜中，在125～135℃中反应22～26小时，反应后离心并洗涤至中性，干燥后制得MXene/二氧化钛纳米管复合材料。
4.根据权利要求3所述的一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂的制备方法，其特征在于：
所述步骤a）中，盐酸溶液的浓度为8～10mol/L。
5.根据权利要求3所述的一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂的制备方法，其特征在于：
所述步骤a）中，每30mL盐酸溶液对应0.7～0.9g LiF粉末与0.9～1.2g Ti3AlC2固体粉末。
6.根据权利要求3所述的一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂的制备方法，其特征在于：
所述步骤a）中，恒温反应为反应温度为30～40℃，反应时间44～52小时。
7.根据权利要求3所述的一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂的制备方法，其特征在于：
所述步骤a）中，加入与上清液等体积的浓度0.8～1.2mol/L氢氧化钠溶液。
8.根据权利要求3所述的一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂的制备方法，其特征在于：
所述步骤b）中，氢氧化钠溶液的浓度为9～11mol/L。
9.根据权利要求3或8所述的一种MXene/二氧化钛纳米管复合材料光催化剂的制备方法，其特征在于：
所述步骤b）中，每5mL氢氧化钠溶液对应0.06～0.08g MXene材料与0.09～0.11g P25。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112982032A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-06-18 | 陕西科技大学 | 一种用于室内甲醛净化的壁纸复合材料制备方法 |
| CN113066673A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-02 | 同济大学 | Ti3C2Tx-TiO2纳米管阵列自支撑薄膜电极材料及其制备方法和应用 |
| CN113447534A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-09-28 | 重庆大学 | 一种氨气传感器及其制备方法 |
| CN113559834A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-29 | 宁波工程学院 | 一种Ti3C2MXene@TiO2/CuInS2催化材料及其制备方法和应用 |
| CN114613984A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-10 | 山东大学 | 一种自支撑的二氧化锰正极材料及其在锌/钠电池中的应用 |
| CN115121238A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-09-30 | 河南大学 | 一种TiO2纳米管/Ti3C2超薄纳米片复合光催化剂制备方法及应用 |
| CN115957787A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-04-14 | 浙江大学 | 层状三元复合光催化材料的制备方法 |
| CN116715988A (zh) * | 2023-05-22 | 2023-09-08 | 武汉理工大学 | 一种MXene/Cs0.33WO3复合材料及其制备方法和应用 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104525167A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-04-22 | 浙江理工大学 | 一种二氧化钛纳米管及其制备方法 |
| CN105197992A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-30 | 同济大学 | 一种层状堆积二氧化钛纳米颗粒的制备方法 |
| CN105797754A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-07-27 | 东北师范大学 | 一种氯化银-二氧化钛纳米管复合材料及其制备方法和应用 |
| CN106040272A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-10-26 | 东南大学 | 一种二氧化钛‑二维碳化钛纳米复合材料的制备方法 |
| CN106882841A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-06-23 | 陕西科技大学 | 一种二氧化钛纳米线/二维层状碳化钛复合材料及其低温制备法 |
| US20170294546A1 (en) * | 2014-09-25 | 2017-10-12 | Drexel University | Physical Forms of MXene Materials Exhibiting Novel Electrical and Optical Characteristics |
| CN107349944A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-17 | 桂林融通科技有限公司 | 一种溴化银‑二氧化钛纳米管复合催化剂的制备方法 |
| CN111250122A (zh) * | 2020-01-23 | 2020-06-09 | 福建工程学院 | 一种纳米贵金属修饰的Ag/MXene/TiO2复合材料及其制备方法 |
-
2020
- 2020-07-17 CN CN202010693918.4A patent/CN111921550B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170294546A1 (en) * | 2014-09-25 | 2017-10-12 | Drexel University | Physical Forms of MXene Materials Exhibiting Novel Electrical and Optical Characteristics |
| CN104525167A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-04-22 | 浙江理工大学 | 一种二氧化钛纳米管及其制备方法 |
| CN105197992A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-30 | 同济大学 | 一种层状堆积二氧化钛纳米颗粒的制备方法 |
| CN105797754A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-07-27 | 东北师范大学 | 一种氯化银-二氧化钛纳米管复合材料及其制备方法和应用 |
| CN106040272A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-10-26 | 东南大学 | 一种二氧化钛‑二维碳化钛纳米复合材料的制备方法 |
| CN106882841A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-06-23 | 陕西科技大学 | 一种二氧化钛纳米线/二维层状碳化钛复合材料及其低温制备法 |
| CN107349944A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-17 | 桂林融通科技有限公司 | 一种溴化银‑二氧化钛纳米管复合催化剂的制备方法 |
| CN111250122A (zh) * | 2020-01-23 | 2020-06-09 | 福建工程学院 | 一种纳米贵金属修饰的Ag/MXene/TiO2复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| LIN SUN ET AL.: "2D black TiO2-x nanoplate-decorated Ti3C2 MXene hybrids for ultrafast and elevated stable lithium storage", 《FLATCHEM》 * |
| 郑伟等: "二维纳米材料MXene的研究进展", 《材料导报A：综述篇》 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112982032A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-06-18 | 陕西科技大学 | 一种用于室内甲醛净化的壁纸复合材料制备方法 |
| CN112982032B (zh) * | 2021-02-18 | 2022-08-23 | 陕西科技大学 | 一种用于室内甲醛净化的壁纸复合材料制备方法 |
| CN113066673A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-02 | 同济大学 | Ti3C2Tx-TiO2纳米管阵列自支撑薄膜电极材料及其制备方法和应用 |
| CN113447534A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-09-28 | 重庆大学 | 一种氨气传感器及其制备方法 |
| CN113447534B (zh) * | 2021-07-06 | 2023-01-06 | 重庆大学 | 一种氨气传感器及其制备方法 |
| CN113559834A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-29 | 宁波工程学院 | 一种Ti3C2MXene@TiO2/CuInS2催化材料及其制备方法和应用 |
| CN114613984A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-10 | 山东大学 | 一种自支撑的二氧化锰正极材料及其在锌/钠电池中的应用 |
| CN114613984B (zh) * | 2022-03-11 | 2023-11-24 | 山东大学 | 一种自支撑的二氧化锰正极材料及其在锌/钠电池中的应用 |
| CN115121238A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-09-30 | 河南大学 | 一种TiO2纳米管/Ti3C2超薄纳米片复合光催化剂制备方法及应用 |
| CN115121238B (zh) * | 2022-07-21 | 2023-09-15 | 河南大学 | 一种TiO2纳米管/Ti3C2超薄纳米片复合光催化剂制备方法及应用 |
| CN115957787A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-04-14 | 浙江大学 | 层状三元复合光催化材料的制备方法 |
| CN116715988A (zh) * | 2023-05-22 | 2023-09-08 | 武汉理工大学 | 一种MXene/Cs0.33WO3复合材料及其制备方法和应用 |
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| Publication number | Publication date |
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