CN112121837B - 一种P-CN/CsPbBr3异质结材料及其制备方法与用途 - Google Patents
一种P-CN/CsPbBr3异质结材料及其制备方法与用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112121837B CN112121837B CN202011015837.5A CN202011015837A CN112121837B CN 112121837 B CN112121837 B CN 112121837B CN 202011015837 A CN202011015837 A CN 202011015837A CN 112121837 B CN112121837 B CN 112121837B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cspbbr
- oleic acid
- drying
- lead bromide
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 8
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 30
- ZASWJUOMEGBQCQ-UHFFFAOYSA-L dibromolead Chemical compound Br[Pb]Br ZASWJUOMEGBQCQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 22
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 20
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 20
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 19
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 19
- LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N dodecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCO LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecene Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCC=C CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 229910000024 caesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 15
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 claims description 11
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 9
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 7
- 239000001785 acacia senegal l. willd gum Substances 0.000 claims description 5
- 229920000084 Gum arabic Polymers 0.000 claims description 4
- 241000978776 Senegalia senegal Species 0.000 claims description 4
- 239000000205 acacia gum Substances 0.000 claims description 4
- 150000002889 oleic acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 4
- DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M sodium;dodecane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCS([O-])(=O)=O DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010923 batch production Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 abstract description 2
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 abstract description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 4
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 4
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- 230000010757 Reduction Activity Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N cobalt(II,III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Co+2].[Co+3].[Co+3] UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/62—Carbon oxides
-
- B01J35/39—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明属于半导体材料制备技术领域，具体涉及一种P‑CN/CsPbBr3异质结材料及其制备方法与用途。本发明通过调控加入不同多孔氮化碳和钙钛矿的质量比，经高温煅烧和冷冻干燥法制备出P‑CN/CsPbBr3异质结复合材料。经验证，在相同催化剂量（50 mg）条件下，其在全光谱照射下对二氧化碳显示出优异的还原效果，具有优良的光催化活性。本发明工艺非常简单，价廉易得，成本低廉，反应时间较短，从而减少了能耗和反应成本，便于批量生产，无毒无害，符合环境友好要求。
Description
技术领域
本发明属于半导体材料制备技术领域，具体涉及一种P-CN/CsPbBr3异质结材料及其制备方法与用途。
背景技术
自21世纪以来，化石能源的大量消耗，对地球生态平衡和人类生存环境构成了重大威胁，导致全球变暖、海平面上升等恶性后果。近年来，由于光催化还原二氧化碳具有节能、高效、绿色、无污染等优点，被认为是改善环境问题的有效途径。光催化技术可以利用取之不尽，用之不竭的太阳光能将二氧化碳转化为多种高附加值化学燃料，如甲醇，乙醇等。因此，开发出可实际应用的全光谱响应的半导体光催化剂是当前光催化研究领域的热点问题。
石墨化氮化碳（g-C3N4）因其能带结构适宜、制备方便、独特的理化稳定性和丰富的地球资源等优点在光催化领域受到了广泛关注。不可否认，光催化还原CO2是缓解环境问题和能源危机的最有效途径之一。但是单一的g-C3N4仍存在电荷复合速度快、CO2吸附量低等问题，导致CO2的还原活性和可见光利用效率不理想。近些年来，构建g-C3N4基异质结体系能够有效地提高光生电子-空穴对的分离效率，被认为是提高半导体光催化效率的有效途径，如CoZnAl-LDH/RGO/ g-C3N4、ZnIn2S4/g-C3N4和Co3O4@CoO/g-C3N4等都具有较强的光催化CO2还原活性。然而，到目前为止还没有CsPbBr3与多孔g-C3N4复合形成光催化材料的相关报道。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种P-CN/CsPbBr3异质结材料及其制备方法与用途。所述的P-CN/CsPbBr3异质结为全光谱响应型钙钛矿与类石墨相氮化碳复合光催化材料，可用于全光谱下二氧化碳的还原。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种P-CN/CsPbBr3异质结材料，所述的P-CN/CsPbBr3异质结材料是以g-C3N4、碳酸铯和溴化铅为原料合成的全光谱响应型钙钛矿与类石墨相氮化碳复合光催化材料，所述P-CN/CsPbBr3异质结材料中块状CsPbBr3紧密负载在多孔g-C3N4上呈片状多孔的结构。
本发明提供还了一种P-CN/CsPbBr3异质结材料的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）将溴化铅、十八烯、油胺和油酸置于烧杯中，搅拌均匀至溴化铅溶解，加入g-C3N4，油浴中反应一段时间后，加入含有铯的油酸盐溶液，冰水浴冷却，正己烷离心洗涤，干燥得到B-CN/CsPbBr3；
（2）将十二醇，十二烷基磺酸钠，阿拉伯树胶，去离子水和步骤（1）中得到的B-CN/CsPbBr3置于烧杯中，水浴搅拌后冷冻干燥，用去离子水和乙醇洗涤几次，高温干燥后得到P-CN/CsPbBr3。
步骤（1）中所述溴化铅、十八烯、油胺和油酸的用量比为2.1g：10~12mL:1mL:1mL。
步骤（1）中所述g-C3N4与溴化铅的质量比为1~4:2.1。
步骤（1）中所述含有铯的油酸盐溶液为将碳酸铯、十八烯和油酸混合后至碳酸铯溶解，所述碳酸铯、十八烯和油酸的用量比为0.3 ~0.5g：15 mL：2.5 mL，所述g-C3N4与油酸盐溶液的用量比为1~4 g:12mL。
步骤（1）中所述油浴的温度是150~200 ℃，油浴的时间是30 ~50min。
步骤（2）中十二醇、十二烷基磺酸钠，阿拉伯树胶、去离子水和B-CN/CsPbBr3的用量比为5mL：2 g：2 g：100~150mL：0.5~4 g。
步骤（2）中所述水浴的温度为50~70℃，水浴时间为20~30 min。
步骤（2）中所述高温干燥的温度为100~110℃，时间为20~24h。
本发明还提供了上述制备方法制备得到的P-CN/CsPbBr3异质结材料在光催化领域中还原CO2的用途，具体应用于全光谱下CO2的还原。
本发明与现有技术相比，有益效果如下：
本发明通过调控加入不同多孔氮化碳和钙钛矿的质量比，经高温煅烧和冷冻干燥法制备出P-CN/CsPbBr3异质结复合材料。经验证，在相同催化剂量条件下，其在全光谱照射下对二氧化碳显示出优异的还原效果，具有优良的光催化活性。本发明工艺非常简单，价廉易得，成本低廉，反应时间较短，从而减少了能耗和反应成本，便于批量生产，无毒无害，符合环境友好要求。
附图说明
图1是所制备P-CN/CsPbBr3的X-射线衍射图XRD；
图2是所制备的P-CN/CsPbBr3与对照品的透射电镜（TEM）图；图中a~d分别为B-CN、P-CN、CsPbBr3、P-CN/CsPbBr3；
图3是本发明所制备样品与对照品的CO2还原性能图对比图。
具体实施方式
通过下面的实施例可以对本发明进行进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。本发明对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照厂商所建议的条件实施检测。下列实施例中所用的试剂均可以通过商业途径购买。
实施例1
（1）称取0.5 g碳酸铯、15 mL十八烯和2.5 mL油酸置于烧杯中，120 ℃下真空干燥30 min，然后在150 ℃下油浴至碳酸铯溶解，得到含有铯的油酸盐溶液；
（2）将3 g研磨后的三聚氰胺置于磁舟中，水平置于马弗炉内，以2.3 ℃/min的升温速率将马弗炉升温至500 ℃并恒温反应2 h，再将马弗炉升温至550 ℃反应2 h，自然冷却至室温，得到g-C3N4；
（3）分别称取0.21 g溴化铅、15 mL十八烯、1.5 mL油胺和1.5 mL油酸置于烧杯中，搅拌均匀至溴化铅溶解，加入0.4 g 步骤（2）中得到的g-C3N4，150 ℃油浴30 min后，加入1.2 mL步骤（1）中制备的含有铯的油酸盐溶液，5 s后冰水浴冷却，正己烷离心洗涤，40 ℃下干燥12 h，得到B-CN/CsPbBr3；
（4）分别称取500 µL十二醇，0.2 g十二烷基磺酸钠，0.2 g阿拉伯树胶，10 mL去离子水和0.05 g 步骤（3）中得到的B-CN/CsPbBr3置于烧杯中，60 ℃下水浴搅拌20 min后冷冻干燥24 h，用去离子水和乙醇洗涤3次，100 ℃下干燥24 h，得到P-CN/CsPbBr3。
取0.05 g制备的P-CN/CsPbBr3在磁搅拌下分散在玻璃反应器的100ml去离子水中。在光线照射之前，将二氧化碳气体通入上述溶液中10分钟，以消除空气并形成饱和的二氧化碳溶液。随后，打开氙灯启动光反应。在反应过程中，每隔1小时从反应器中提取5.0 mL的气体样品。主要气体产物由装有火焰电离检测器(FID)的气相色谱仪分析，该检测器使用氮气作为载体气体，经检测，本实施例制备的P-CN/CsPbBr3异质结复合材料催化二氧化碳的CO产率为21.35μmol/g。
图1是所制备P-CN/CsPbBr3的X-射线衍射图XRD；由图1可观察到g-C3N4的两个特征峰，与标准卡片JCPDS#87-1526相对应。其它的峰均为CsPbBr3的特征峰，但衍射峰强度稍弱，这可能是由于多孔g-C3N4表面CsPbBr3含量较低所致。由XRD结果证明成功合成了P-CN/CsPbBr3异质结光催化剂。
图2是所制备的P-CN/CsPbBr3与对照品的透射电镜（TEM）图，图中a~d分别为体相g-C3N4 (B-CN)、多孔g-C3N4 (P-CN)、CsPbBr3、P-CN/CsPbBr3；由图2可见，P-CN/CsPbBr3表现出片状多孔的结构，其中块状的CsPbBr3紧密固定在多孔g-C3N4上，为电子传输提供了便利条件。
实施例2
（1）称取0.3 g碳酸铯、15 mL十八烯和2.5 mL油酸置于烧杯中，120 ℃下真空干燥30 min，然后在150 ℃下油浴至碳酸铯溶解，得到含有铯的油酸盐溶液；
（2）称取3 g三聚氰胺置于玛瑙研钵中研磨均匀后转移到磁舟中，水平置于程序升温马弗炉内，以2.3 ℃/min的升温速率将马弗炉升温至500 ℃，并在该温度下反应2 h，再将马弗炉升温至550 ℃反应2 h，等自然冷却至室温，得到g-C3N4；
（3）分别称取0.21 g溴化铅、15 mL十八烯、1.5 mL油胺和1.5 mL油酸置于烧杯中，均匀搅拌，溴化铅溶解后加入0.3 g步骤（2）中得到的g-C3N4，150 ℃油浴30 min后，加入1.2mL步骤（1）中制备的含有铯的油酸盐溶液，5 s后冰水浴冷却，正己烷离心洗涤，40 ℃下干燥12 h，得到B-CN/CsPbBr3；
（4）分别称取500 µL十二醇，0.2 g十二烷基磺酸钠，0.2 g阿拉伯树胶，10 mL去离子水和0.2 g 步骤（3）中得到的B-CN/CsPbBr3置于烧杯中，60 ℃下水浴搅拌20 min后冷冻干燥24 h，用去离子水和乙醇洗涤反应几次，最后在100 ℃下干燥24 h，得到P-CN/CsPbBr3。
取0.05 g制备的P-CN/CsPbBr3在磁搅拌下分散在玻璃反应器的100ml去离子水中，在光线照射之前，将二氧化碳气体通入上述溶液中10分钟，以消除空气并形成饱和的二氧化碳溶液。随后，打开氙灯启动光反应检测CO2还原性能。在反应过程中，每隔1小时从反应器中提取5.0 mL的气体样品。主要气体产物由装有火焰电离检测器(FID)的气相色谱仪分析，该检测器使用氮气作为载体气体。图3是本发明所制备样品与对照品的CO2还原性能图对比图：由图3可见，与对照品g-C3N4 (B-CN)、CsPbBr3及多孔g-C3N4(P-CN)相比，P-CN/CsPbBr3异质结复合材料显示出最优异的光催化性能，其CO产率为30.39μmol/g，分别为前三者的7.2倍，1.2倍，2.4倍，可见，本发明提供的P-CN/CsPbBr3异质结复合材料在全光谱照射下对二氧化碳显示出优异的还原效果。
实施例3
分别称取0.21 g溴化铅、18mL十八烯、1.5 mL油胺和1.5 mL油酸置于烧杯中，均匀搅拌，溴化铅溶解后加入0.3 g实施例1中步骤（2）得到的g-C3N4，200 ℃油浴30 min后，加入1.2 mL步骤（1）中制备的含有铯的油酸盐溶液，5 s后冰水浴冷却，正己烷离心洗涤，40 ℃下干燥12 h，得到B-CN/CsPbBr3；
称取500 µL十二醇，0.2 g十二烷基磺酸钠，0.2 g阿拉伯树胶，10 mL去离子水和0.3 g B-CN/CsPbBr3置于烧杯中，50 ℃下水浴搅拌30 min后冷冻干燥24 h，用去离子水和乙醇洗涤反应几次，最后在100 ℃下干燥24 h，得到P-CN/CsPbBr3。
取0.05 g制备的P-CN/CsPbBr3在磁搅拌下分散在玻璃反应器的100ml去离子水中。在光线照射之前，将二氧化碳气体通入上述溶液中10分钟，以消除空气并形成饱和的二氧化碳溶液。随后，打开氙灯启动光反应。在反应过程中，每隔1小时从反应器中提取5.0 mL的气体样品。主要气体产物由装有火焰电离检测器(FID)的气相色谱仪分析，该检测器使用氮气作为载体气体。经检测，本实施例制备的P-CN/CsPbBr3异质结复合材料催化二氧化碳的CO产率为21.38 μmol/g。
实施例4
分别称取0.21 g溴化铅、15 mL十八烯、1.5 mL油胺和1.5 mL油酸置于烧杯中，均匀搅拌，溴化铅溶解后加入0.1 g实施例1中步骤（2）得到的g-C3N4，150 ℃油浴50 min后，加入1.2 mL步骤（1）中制备的含有铯的油酸盐溶液，5 s后冰水浴冷却，正己烷离心洗涤，40℃下干燥12 h，得到B-CN/CsPbBr3；
称取500 µL十二醇，0.2 g十二烷基磺酸钠，0.2 g阿拉伯树胶，15mL去离子水和0.4 g 实施例1中步骤（3）得到的B-CN/CsPbBr3置于烧杯中，70 ℃下水浴搅拌20 min后冷冻干燥24 h，用去离子水和乙醇洗涤反应几次，最后在110 ℃下干燥20h，得到P-CN/CsPbBr3异质结复合材料。
取0.05 g制备的P-CN/CsPbBr3在磁搅拌下分散在玻璃反应器的100ml去离子水中。在光线照射之前，将二氧化碳气体通入上述溶液中10分钟，以消除空气并形成饱和的二氧化碳溶液。随后，打开氙灯启动光反应。在反应过程中，每隔1小时从反应器中提取5.0 mL的气体样品。主要气体产物由装有火焰电离检测器(FID)的气相色谱仪分析，该检测器使用氮气作为载体气体，经检测，本实施例制备的P-CN/CsPbBr3异质结复合材料催化二氧化碳的CO产率为24.74 μmol/g。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
Claims (10)
1.一种P-CN/CsPbBr3异质结材料，其特征在于，所述的P-CN/CsPbBr3异质结材料是以g-C3N4、碳酸铯和溴化铅为原料合成的全光谱响应型钙钛矿与类石墨相氮化碳复合光催化材料，所述P-CN/CsPbBr3异质结材料中块状CsPbBr3紧密负载在多孔g-C3N4上呈片状多孔的结构；所述P-CN/CsPbBr3异质结材料的制备方法包括如下步骤：
（1）将溴化铅、十八烯、油胺和油酸置于烧杯中，搅拌均匀至溴化铅溶解，加入g-C3N4，油浴中反应一段时间后，加入含有铯的油酸盐溶液，冰水浴冷却，正己烷离心洗涤，干燥得到B-CN/CsPbBr3；
（2）将十二醇，十二烷基磺酸钠，阿拉伯树胶，去离子水和步骤（1）中得到的B-CN/CsPbBr3置于烧杯中，水浴搅拌后冷冻干燥，用去离子水和乙醇洗涤几次，高温干燥后得到P-CN/CsPbBr3。
2.一种P-CN/CsPbBr3异质结材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
（1）将溴化铅、十八烯、油胺和油酸置于烧杯中，搅拌均匀至溴化铅溶解，加入g-C3N4，油浴中反应一段时间后，加入含有铯的油酸盐溶液，冰水浴冷却，正己烷离心洗涤，干燥得到B-CN/CsPbBr3；
（2）将十二醇，十二烷基磺酸钠，阿拉伯树胶，去离子水和步骤（1）中得到的B-CN/CsPbBr3置于烧杯中，水浴搅拌后冷冻干燥，用去离子水和乙醇洗涤几次，高温干燥后得到P-CN/CsPbBr3。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述溴化铅、十八烯、油胺和油酸的用量比为2.1g：10~12mL:1mL:1mL。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述g-C3N4与溴化铅的质量比为1~4:2.1。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述含有铯的油酸盐溶液为将碳酸铯、十八烯和油酸混合后至碳酸铯溶解，所述碳酸铯、十八烯和油酸的用量比为0.3 ~0.5g：15 mL：2.5 mL，所述g-C3N4与油酸盐溶液的用量比为1~4 g:12mL。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述油浴的温度是150~200℃，油浴的时间是30 ~50min。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中十二醇、十二烷基磺酸钠，阿拉伯树胶、去离子水和B-CN/CsPbBr3的用量比为5mL：2 g：2 g：100~150mL：0.5~4 g。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述水浴的温度为50~70℃，水浴时间为20~30 min。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述高温干燥的温度为100~110℃，时间为20~24h。
10.根据权利要求2~9任一项所述制备方法制备的P-CN/CsPbBr3异质结材料在全光谱范围内还原二氧化碳的用途。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011015837.5A CN112121837B (zh) | 2020-09-24 | 2020-09-24 | 一种P-CN/CsPbBr3异质结材料及其制备方法与用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011015837.5A CN112121837B (zh) | 2020-09-24 | 2020-09-24 | 一种P-CN/CsPbBr3异质结材料及其制备方法与用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112121837A CN112121837A (zh) | 2020-12-25 |
| CN112121837B true CN112121837B (zh) | 2022-05-17 |
Family
ID=73839675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011015837.5A Active CN112121837B (zh) | 2020-09-24 | 2020-09-24 | 一种P-CN/CsPbBr3异质结材料及其制备方法与用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112121837B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112892573B (zh) * | 2021-01-20 | 2023-07-18 | 陕西师范大学 | 一种被cn包覆的钙钛矿复合材料及其制备方法和应用 |
| CN114671458B (zh) * | 2022-03-18 | 2023-06-23 | 江苏理工学院 | 一种钙钛矿材料的制备方法与应用 |
| CN114870879A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-09 | 电子科技大学长三角研究院(湖州) | 双金属钙钛矿负载类石墨烯型氮化碳可见光催化剂及制备方法 |
| CN115106104B (zh) * | 2022-08-09 | 2023-08-22 | 浙江师范大学 | 钙钛矿量子点敏化四氧化三钴复合光催化剂的制备及应用 |
| CN115283018B (zh) * | 2022-08-12 | 2023-09-08 | 浙江师范大学 | 一种将CsPbBr3无机钙钛矿与酞菁锌共轭有机物复合的方法及应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105600819A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-05-25 | 济南大学 | 一种卤化铯铅纳米异质结构的制备方法及所得产品 |
| CN110743592A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-04 | 天津理工大学 | 一种钙钛矿光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN111518558A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-08-11 | 南京大学 | C3N4纳米球负载全无机钙钛矿CsPbBr3的制备方法及其电致化学发光细胞传感 |
-
2020
- 2020-09-24 CN CN202011015837.5A patent/CN112121837B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105600819A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-05-25 | 济南大学 | 一种卤化铯铅纳米异质结构的制备方法及所得产品 |
| CN110743592A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-04 | 天津理工大学 | 一种钙钛矿光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN111518558A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-08-11 | 南京大学 | C3N4纳米球负载全无机钙钛矿CsPbBr3的制备方法及其电致化学发光细胞传感 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| All-Inorganic CsPbBr3 Nanocrystals: Gram-Scale Mechanochemical Synthesis and Selective Photocatalytic CO2 Reduction to Methane;Santosh Kumar等;《ACS Appl. Energy Mater.》;20200416;第3卷;全文 * |
| Incorporation of Cesium Lead Halide Perovskites into g‑C3N4 for Photocatalytic CO2 Reduction;Ruolin Cheng等;《ACS Omega》;20200916;第5卷;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112121837A (zh) | 2020-12-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112121837B (zh) | 一种P-CN/CsPbBr3异质结材料及其制备方法与用途 | |
| CN109248694B (zh) | 一种非贵金属硫铟铜/硫铟锌复合光催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN107233909B (zh) | 一种铌酸锶/氮化碳复合纳米材料的制备方法及其用途 | |
| CN110961123B (zh) | 水热法制备的全固态直接Z型ZnIn2S4-MoSe2高效光催化剂 | |
| CN110624550B (zh) | 一种原位碳包覆的铜镍合金纳米颗粒光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109364933A (zh) | 一种铜-铋/钒酸铋复合光催化剂的制备和应用 | |
| CN112774692B (zh) | 一种Ru@Ni2V2O7高效光热协同催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN112774714A (zh) | 一种MgAl LDO/氮空位氮化碳基光催化剂及制备方法与用途 | |
| CN110743601A (zh) | 一种氮掺杂二维二硫族化合物/硫掺杂石墨相氮化碳复合材料及其制备方法和用途 | |
| CN114042471B (zh) | 一种可见光响应型Zn2TiO4/g-C3N4异质结材料及其应用 | |
| CN106807411B (zh) | 一种铁酸镧掺杂溴化银复合光催化剂的制备方法 | |
| CN113019418A (zh) | 一种高活性的g-C3N4光催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN113769751A (zh) | 一种催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN114517308B (zh) | 一种具有催化选择性的Bi-MOF材料电极及其制备方法 | |
| CN108607580B (zh) | 硫化铟/钒酸铟复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN114054036A (zh) | 一种催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN110102326B (zh) | 一种纳米金负载多孔炭改性氮化碳复合光催化材料及其制备方法与应用 | |
| CN111644185A (zh) | 一种利用细胞粉碎机剥离Bi3O4Cl的方法及在光催化还原CO2方面的应用 | |
| CN111841583A (zh) | 一种硒化铟/二氧化钛纳米片复合材料的制备方法 | |
| CN113697783B (zh) | 一种多孔g-C3N4纳米薄片的制备方法及其应用 | |
| CN111229239B (zh) | 一种氧化锌/锗酸锌-铜纳米复合材料光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110124657B (zh) | K离子掺杂ZnO光催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN111111738B (zh) | 一种复合光催化材料及其制备方法 | |
| CN114031107A (zh) | 一种形貌可控的氧化锌、制备方法及其应用 | |
| CN110075879B (zh) | 碳包覆四氧化三铁磁性微球修饰碘氧化铋复合光催化材料及其制备方法与应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |