CN112978795B - 一种BaZrS3纳米晶的制备方法及应用 - Google Patents
一种BaZrS3纳米晶的制备方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112978795B CN112978795B CN202110227936.8A CN202110227936A CN112978795B CN 112978795 B CN112978795 B CN 112978795B CN 202110227936 A CN202110227936 A CN 202110227936A CN 112978795 B CN112978795 B CN 112978795B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bazrs
- mixed solution
- putting
- mof
- finally obtained
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000013096 zirconium-based metal-organic framework Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 claims abstract description 16
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 21
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 5
- DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrachloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 4
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 2
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Se].[Se].[In] Chemical compound [Cu].[Se].[Se].[In] KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 238000001757 thermogravimetry curve Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G25/00—Compounds of zirconium
- C01G25/006—Compounds containing, besides zirconium, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- 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
- B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/04—Sulfides
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
-
- 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
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
- B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
- B01J37/086—Decomposition of an organometallic compound, a metal complex or a metal salt of a carboxylic acid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
- C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
- C01P2002/84—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by UV- or VIS- data
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
- C01P2002/88—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by thermal analysis data, e.g. TGA, DTA, DSC
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种BaZrS3纳米晶的制备方法，包括如下步骤：S1、合成Zr‑MOF纳米颗粒；S2、合成BaZrS3纳米晶。本发明利用尺寸较小的Zr‑MOF纳米颗粒作为合成材料中的Zr源，利用Zr‑MOF的模板效应控制合成出纳米级的BaZrS3材料，合成得到的BaZrS3的颗粒较小，可有效地把二氧化碳还原为一氧化碳和甲烷等产物，具有很好的实用价值和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及无机纳米材料领域，具体涉及公开了一种BaZrS3纳米晶的制备方法及应用。
背景技术
CO2是日常生活中非常常见的一种气体，在空气中的含量一般占约0.03％，但由于人类对化石燃料的过度开采和使用，近年来地球上的CO2含量猛增，导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高等一系列严重问题。因此如何降低CO2的浓度成为一个迫在眉睫的问题。降低CO2的浓度可以采用降低排放，植树造林，收集和转化等方法，在这一系列方法中，光催化还原CO2方法因具有高效节能、绿色环保、反应条件温和、并可以直接利用太阳光作为光源等优点而引起人们的广泛关注。
有机-无机金属卤化物钙钛矿是一类适合各种光电应用特性的新型半导体材料，它具有可调控的直接禁带宽度、高的吸光系数和长的载流子扩散长度等优点。钙钛矿太阳能电池的能量转换效率从2009 年的3.8％迅速提升至2019年的25.2％，超过了已经商业化的多晶硅、碲化镉和铜铟镓硒等太阳能电池，展现出了非常光明的应用前景。近年来，钙钛矿材料不仅仅用于太阳能领域，也已在光催化领域进行了研究。
尽管有机-无机金属卤化物钙钛矿材料在光电应用中表现出色，但是这些材料存在两个缺陷：
1.稳定性差。在常见环境中的稳定性差，有机-无机金属卤化物钙钛矿材料的结构极易被水分破坏掉，导致材料分解。
2.毒性。有机-无机金属卤化物钙钛矿材料中大部分都含有铅 (Pb)，铅具有剧毒并危害环境。
因此，有必要开发出一种无铅钙钛矿，且具有一定的稳定性。具有钙钛矿结构的BaZrS3存在以下五个优点：
1.BaZrS3具有合适的禁带宽度。BaZrS3的禁带宽度为1.7eV，对太阳光具有较好的吸收。
2.BaZrS3是一种直接带隙材料，对太阳光的吸收系数大，吸光能力较强。
3.BaZrS3的稳定性较好，不易分解。
4.BaZrS3不含有毒元素，对环境无害。
5.BaZrS3的来源丰富。所含元素的地球丰度高。
但目前所报道的BaZrS3具有以下缺点：
1.合成周期长，极难合成。
2.颗粒尺寸大，不利于光催化。
因此，有必要开发一种新的BaZrS3的合成方法，缩短合成周期，减小颗粒尺寸。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种BaZrS3纳米晶的制备方法及应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种BaZrS3纳米晶的制备方法，包括如下步骤：
S1、合成Zr-MOF纳米颗粒：
S1.1、首先将氯化锆加入N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入浓盐酸；
S1.2、将步骤S1.1最终得到的混合溶液超声5分钟，使其充分溶解；
S1.3、向步骤S1.2最终得到的混合溶液中加入对苯二甲酸；
S1.4、将步骤S1.3最终得到的混合溶液超声20分钟，使其充分溶解，直至溶液变成无色透明溶液；
S1.5、在50mL的离心管中加入步骤S1.4最终得到的混合溶液，将离心管密封后放入干燥箱中，在80℃下恒温反应24h，反应结束后，自然冷却至室温，将所得到的产物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤若干次，然后用丙酮洗涤若干次，并在真空干燥箱中干燥12h即可得到Zr-MOF纳米颗粒；
S2、合成BaZrS3纳米晶:
S2.1、将步骤S1.5合成的Zr-MOF纳米颗粒与BaS混合后，放入研钵中充分研磨，使其混合均匀；
S2.2、在磁舟中放入步骤S2.1中研磨所得的粉末，将磁舟放在石英管内，然后将石英管放在管式炉中，先通30min的氩气排除石英管内的空气，然后使用鼓泡器将CS2带入石英管内，升温至1000℃，反应4h后，关闭CS2并降温，所得粉末即为BaZrS3纳米晶。
进一步地，步骤S1.1中，具体为将0.123g的氯化锆放入15mL 的N,N-二甲基甲酰胺中，再加入1mL的12M浓盐酸。
更进一步地，步骤S1.3中，具体为向步骤S1.2最终得到的混合溶液中加入0.125g的对苯二甲酸。
进一步地，步骤S2.1中，将步骤S1.5合成的Zr-MOF纳米颗粒和BaS以1∶1的摩尔比混合放入研钵中充分研磨。
进一步地，步骤S2.2中，排除空气时氩气的流量为200sccm，鼓入CS2时的氩气流量为400sccm，升温速率为10℃/min。
上述制备方法制备得到的BaZrS3纳米晶可以应用在CO2还原光催化剂中。
本发明的有益效果在于：本发明利用尺寸较小的Zr-MOF纳米颗粒作为合成材料中的Zr源，利用Zr-MOF的模板效应控制合成出纳米级的BaZrS3材料，合成得到的BaZrS3的颗粒较小，可有效地把二氧化碳还原为一氧化碳和甲烷等产物，具有很好的实用价值和应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1中制备得到的Zr-MOF纳米颗粒的扫描电镜图像；
图2为本发明实施例1中制备得到的BaZrS3纳米晶的扫描电镜图像。
图3为本发明实施例1中制备得到的BaZrS3纳米晶的透射电镜图像。
图4为本发明实施例1中制备得到的BaZrS3纳米晶的X射线衍射花样。
图5为本发明实施例1中制备得到的Zr-MOF的热重图。
图6为本发明实施例1中制备得到的BaZrS3纳米晶的紫外漫反射图。
图7为本发明实施例1中制备得到的BaZrS3纳米晶光催化还原二氧化碳性能图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
实施例1
本实施例提供一种BaZrS3纳米晶的制备方法，包括如下步骤：
S1、合成Zr-MOF纳米颗粒
S1.1、首先将0.123g氯化锆放入15mL N,N-二甲基甲酰胺中，然后向溶液中加入1mL的12M浓盐酸；
S1.2、将步骤S1.1最终得到的混合溶液超声5分钟，使其充分溶解；
S1.3、向步骤S1.2最终得到的混合溶液中加入0.125g的对苯二甲酸；
S1.4、将步骤S1.3最终得到的混合溶液超声20分钟，充分溶解，直至溶液变成无色透明溶液；
S1.5、在50mL的离心管中加入步骤S1.4最终得到的混合溶液，将离心管密封后放入干燥箱中，在80℃下恒温反应24h，反应结束后，自然冷却至室温，将所得到的产物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤3次，然后用丙酮洗涤6次，并在真空干燥箱中干燥12h即可得到Zr-MOF纳米颗粒；
S2、合成BaZrS3纳米晶:
S2.1、将步骤S1.5合成的Zr-MOF纳米颗粒与BaS以1∶1的摩尔比混合后，放入研钵中，充分研磨，使其混合均匀；
S2.2在磁舟中放入步骤S2.1所得的粉末，将磁舟放在石英管内，然后将石英管放在管式炉中，先通30min的氩气排除石英管内的空气(流量为200sccm)，然后使用鼓泡器将CS2带入石英管内，升温至1000℃，反应4h，关闭CS2并降温，所得粉末即为BaZrS3纳米晶。
步骤S1.5所获得Zr-MOF纳米颗粒的扫描电镜像显示如图1 所示。
步骤S2.2所获得的BaZrS3纳米晶的扫描电镜像显示如图2所示，其透射电镜像如图3所示，粉末X射线衍射图谱如图4所示，以上表征表明产物是BaZrS3纳米晶。
实施例2
图5为实施例1中所制备的Zr-MOF纳米颗粒的热重图。表明Zr- MOF纳米颗粒的热解温度为520℃。说明在1000℃下反应4h，Zr- MOF已完全分解。
实施例3
图6为实施例1中所制备的BaZrS3纳米晶的紫外漫反射图。表明制备的BaZrS3纳米晶对光有较好的吸收，但其没有明显的吸收边，可能因为表面有一层非晶态碳包覆造成的。
实施例4
通过下述实验了解制备的BaZrS3纳米晶的光催化还原二氧化碳的性能。
取50mg的BaZrS3粉末样品分散与20mL乙腈和2mL三乙醇胺的混合溶液中，超声1min后放入光催化反应容器中持续搅拌，将容器罐用泵反复抽真空3次以至反应体系处于无气体的理想状态，再通入一个大气压的CO2气体，用300W氙灯持续光照，循环冷却水温度保持在15℃，通过自动进样器将1mL反应罐中的气体送入气相色谱中，气相色谱在线实时检测，根据出峰位置以及出峰面积大小判断反应产物和产生量，BaZrS3的光催化还原CO2产物以及产量如图7所示。可以看出，光照反应时间为10min时，CO和甲烷的产量为0.166 μL，2.663μL；光照时间为1h时，CO和甲烷的产量为0.214μL， 3.094μL。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种BaZrS3纳米晶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、合成Zr-MOF纳米颗粒：
S1.1、首先将氯化锆加入N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入浓盐酸；
S1.2、将步骤S1.1最终得到的混合溶液超声5分钟，使其充分溶解；
S1.3、向步骤S1.2最终得到的混合溶液中加入对苯二甲酸；
S1.4、将步骤S1.3最终得到的混合溶液超声20分钟，使其充分溶解，直至溶液变成无色透明溶液；
S1.5、在50mL的离心管中加入步骤S1.4最终得到的混合溶液，将离心管密封后放入干燥箱中，在80℃下恒温反应24h，反应结束后，自然冷却至室温，将所得到的产物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤若干次，然后用丙酮洗涤若干次，并在真空干燥箱中干燥12h即可得到Zr-MOF纳米颗粒；
S2、合成BaZrS3纳米晶:
S2.1、将步骤S1.5合成的Zr-MOF纳米颗粒与BaS混合后，放入研钵中充分研磨，使其混合均匀；
S2.2、在磁舟中放入步骤S2.1中研磨所得的粉末，将磁舟放在石英管内，然后将石英管放在管式炉中，先通30min的氩气排除石英管内的空气，然后使用鼓泡器将CS2带入石英管内，升温至1000℃，反应4h后，关闭CS2并降温，所得粉末即为BaZrS3纳米晶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1.1中，具体为将0.123g的氯化锆放入15mL的N,N-二甲基甲酰胺中，再加入1mL的12M浓盐酸。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1.3中，具体为向步骤S1.2最终得到的混合溶液中加入0.125g的对苯二甲酸。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2.1中，将步骤S1.5合成的Zr-MOF纳米颗粒和BaS以1∶1的摩尔比混合放入研钵中充分研磨。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2.2中，排除空气时氩气的流量为200sccm，鼓入CS2时的氩气流量为400sccm，升温速率为10℃/min。
6.一种利用权利要求1-5任一所述制备方法制备得到的BaZrS3纳米晶。
7.使用权利要求1-5任一所述制备方法制备得到的BaZrS3纳米晶在光催化还原CO2得到CO和甲烷中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110227936.8A CN112978795B (zh) | 2021-03-02 | 2021-03-02 | 一种BaZrS3纳米晶的制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110227936.8A CN112978795B (zh) | 2021-03-02 | 2021-03-02 | 一种BaZrS3纳米晶的制备方法及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112978795A CN112978795A (zh) | 2021-06-18 |
| CN112978795B true CN112978795B (zh) | 2022-04-29 |
Family
ID=76351700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110227936.8A Active CN112978795B (zh) | 2021-03-02 | 2021-03-02 | 一种BaZrS3纳米晶的制备方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112978795B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023100919A1 (ja) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 出光興産株式会社 | カルコゲナイドペロブスカイト及び液相合成によるカルコゲナイドペロブスカイトの製造方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5896997A (ja) * | 1981-12-04 | 1983-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄熱材 |
| JPH01160859A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-23 | Toshiba Corp | 複合型酸化物超電導体 |
| CN107768652A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-03-06 | 北京理工大学 | 一种基于中微双孔金属氧化物或尖晶石的锂硫电池正极材料及其制备方法 |
| CN108948365A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-12-07 | 浙江工业大学 | 一种利用模板法制备二维mof衍生硫化物的方法 |
| CN110660981A (zh) * | 2019-09-28 | 2020-01-07 | 华南理工大学 | 一种石墨烯包裹的双金属硒化物材料及其制备方法和应用 |
| CN111573742A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-25 | 南京理工大学 | 一种以mof为前驱体的二硫化亚铁及其制备方法 |
| CN112349889A (zh) * | 2019-08-08 | 2021-02-09 | 南京理工大学 | 一种过渡金属硫化物纳米复合电极材料的制备方法 |
-
2021
- 2021-03-02 CN CN202110227936.8A patent/CN112978795B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5896997A (ja) * | 1981-12-04 | 1983-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄熱材 |
| JPH01160859A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-23 | Toshiba Corp | 複合型酸化物超電導体 |
| CN107768652A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-03-06 | 北京理工大学 | 一种基于中微双孔金属氧化物或尖晶石的锂硫电池正极材料及其制备方法 |
| CN108948365A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-12-07 | 浙江工业大学 | 一种利用模板法制备二维mof衍生硫化物的方法 |
| CN112349889A (zh) * | 2019-08-08 | 2021-02-09 | 南京理工大学 | 一种过渡金属硫化物纳米复合电极材料的制备方法 |
| CN110660981A (zh) * | 2019-09-28 | 2020-01-07 | 华南理工大学 | 一种石墨烯包裹的双金属硒化物材料及其制备方法和应用 |
| CN111573742A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-25 | 南京理工大学 | 一种以mof为前驱体的二硫化亚铁及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112978795A (zh) | 2021-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109331883B (zh) | 一种CdS/金属有机框架复合光催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN107790160B (zh) | 一种磷掺杂硫化锌镉固溶体催化剂、光催化体系及分解水制氢的方法 | |
| CN101254467A (zh) | 具有高可见光催化活性纳米CdxZn1－xS光催化剂的沉淀－水热制备方法 | |
| CN111437867A (zh) | 一种含钨氧化物的复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110980795A (zh) | 水热法制备Cu2-xS纳米花的方法及其应用于近红外光热材料 | |
| CN110961123A (zh) | 水热法制备的全固态直接Z型ZnIn2S4-MoSe2高效光催化剂 | |
| CN112978795B (zh) | 一种BaZrS3纳米晶的制备方法及应用 | |
| CN111974432A (zh) | 一种氧掺杂石墨相氮化碳-硫化镉复合材料的制备方法 | |
| CN109876828A (zh) | 一种TNT/CdS/TiO2/Pt核壳结构纳米管及其制备方法 | |
| CN103613119B (zh) | 铜锌锡硫的制备方法以及用途 | |
| CN111408384A (zh) | 一种碳点复合材料及其制备方法 | |
| CN106848064A (zh) | 基于二氧化钛‑铜铟硫量子点核壳结构的高稳定性钙钛矿太阳能电池及制备方法 | |
| CN111013565B (zh) | 一种镱铒掺杂的钛白粉/凹凸棒石纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN110368954B (zh) | 水热掺杂法制备Cu:Ag-In-Zn-S量子点光催化剂及其应用 | |
| CN110252359B (zh) | 一种含硫化镉异质结光解水产氢催化剂的制备方法 | |
| CN102191038A (zh) | 一种在水相中低温制备CdTe量子点的方法 | |
| CN108408788B (zh) | 黄铁矿纳米片定向附着生长的类八面体聚形晶的制备方法 | |
| CN115770590A (zh) | 一种具备界面缺陷的Bi2S3/ZnS复合光催化剂及其制备方法、应用 | |
| CN109772415A (zh) | 一种宽光谱响应的深灰色氮化碳光催化剂的制备方法 | |
| CN109761266B (zh) | 一种自掺杂铜锌锡硫纳米晶光电材料的制备方法 | |
| CN114653382A (zh) | 一种p-n型硫化亚锡-锡酸锌半导体材料及其制备方法和应用 | |
| CN104409214A (zh) | 一种量子点修饰太阳电池光阳极的制备方法 | |
| CN110697663A (zh) | 一种碲掺杂铜锌锡硫纳米颗粒的制备方法 | |
| CN114570385A (zh) | 一种太阳光催化水分解制氢制氧半导体催化剂的制备方法 | |
| CN109174129B (zh) | 一种双敏化二氧化钛光催化剂及其制备方法 |
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 |