本發(fā)明屬于光催化材料，具體涉及一種in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、由于全球能源消耗的不斷增長和環(huán)境污染問題的日益嚴重，尋找可替代傳統(tǒng)化石燃料的清潔、可持續(xù)能源已成為當務(wù)之急。太陽能作為一種無窮無盡、分布廣泛的清潔能源，具有巨大的潛力。為了開發(fā)清潔、可持續(xù)的再生能源，利用太陽能光催化分解水產(chǎn)氫成為研究熱點。光催化分解水產(chǎn)氫以其廉價、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢被認為是開發(fā)清潔、可持續(xù)氫氣能源的最有潛力技術(shù)之一。然而，目前的光催化劑利用太陽能光催化分解水產(chǎn)氫的效率相對較低，難以滿足人類對能源的需求。

2、in2o3由于其優(yōu)異的導電性，穩(wěn)定性，較寬的禁帶寬度和較小的電阻率等優(yōu)點，被廣泛用于光催化分解水制氫領(lǐng)域。然而，純in2o3面臨著太陽能利用率低和載流子絡(luò)合率高的問題。因此，合成異質(zhì)結(jié)是提高in2o3太陽能利用率、減少電子空穴對復合的有效方法。本發(fā)明引入in2o3/w18o49形成異質(zhì)結(jié)，可以提高光生電子空穴分離效率，從而提高光催化活性；并且in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維作為光催化劑析氫還尚未有相關(guān)報道。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑的制備方法和應(yīng)用。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑的制備方法，包括如下步驟：

4、1)將四點五水硝酸銦溶于n，n-二甲基甲酰胺和乙醇的混合溶液中，待完全溶解，將聚乙烯吡咯烷酮粉末加入上述混合溶液中，攪拌直至溶液呈無色透明狀態(tài)，在15kv的電壓下距離收集板12cm的條件下進行靜電紡絲，收集納米纖維；

5、2)將收集到的納米纖維用剪刀和鑷子撕取放到瓷舟里，置于低溫馬弗爐里進行煅燒，得到in2o3納米纖維；

6、3)將六氯化鎢溶于無水乙醇中，攪拌溶液至藍色，將步驟2)得到的in2o3納米纖維置于裝有六氯化鎢溶液的高壓釜中進行水熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將樣品進行洗滌，烘干得到in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑。

7、進一步的，上述的制備方法，步驟1)中，四點五水硝酸銦用量是0.8g，聚乙烯吡咯烷酮粉末用量是1g，n-n-二甲基甲酰胺用量是4ml，乙醇用量是6ml。

8、進一步的，上述的制備方法，步驟1)和3)中，所述攪拌的方式是采用磁力攪拌器進行攪拌。

9、進一步的，上述的制備方法，步驟2)，所述煅燒的溫度是550℃，升溫速率是1℃/min，煅燒時間是2h。

10、進一步的，上述的制備方法，步驟3)中，六氯化鎢和in2o3納米纖維的質(zhì)量比是5％、25％或35％。

11、進一步的，上述的制備方法，步驟3)中，所述水熱反應(yīng)的溫度是160℃，反應(yīng)時間是6h。

12、進一步的，上述的制備方法，步驟3)中，所述烘干的溫度是40℃，烘干時間是2h。

13、上述任意一項所述的制備方法制備的in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑在光催化分解水析氫中的應(yīng)用。

14、進一步的，上述的應(yīng)用，方法如下：取in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑均勻分散在去離子水、三乙醇胺和氯鉑酸的混合溶液中，再向含有混合溶液的容器中以恒定流速持續(xù)通入氬氣得到相對真空的環(huán)境，在可見光照射條件下光催化分解水析氫。

15、更進一步的，上述的應(yīng)用，按固液比，in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑：去離子水：三乙醇胺：氯鉑酸＝20mg:18ml:2ml:15μl。

16、本發(fā)明的有益效果為：

17、1、本發(fā)明利用靜電紡絲法和溶劑熱法制備的in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑具有超長一維結(jié)構(gòu)，可以提升載流子的分離效率，增強光催化活性。

18、2、本發(fā)明制備的in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑具有更強的吸收可見光的能力，是一種提高可見光催化活性的有效途徑。

19、3、本發(fā)明制備的in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑具有較好的光催化析氫性能，且該方法制備簡單、環(huán)保無毒、低成本、有利于大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，四點五水硝酸銦用量是0.8g，聚乙烯吡咯烷酮粉末用量是1g，n-n-二甲基甲酰胺用量是4ml，乙醇用量是6ml。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)和3)中，所述攪拌的方式是采用磁力攪拌器進行攪拌。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)，所述煅燒的溫度是550℃，升溫速率是1℃/min，煅燒時間是2h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，六氯化鎢和in2o3納米纖維的質(zhì)量比是5％、25％或35％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述水熱反應(yīng)的溫度是160℃，反應(yīng)時間是6h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述烘干的溫度是40℃，烘干時間是2h。

8.權(quán)利要求1-7中任意一項所述的制備方法制備的in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑在光催化分解水析氫中的應(yīng)用。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，方法如下：取in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑均勻分散在去離子水、三乙醇胺和氯鉑酸的混合溶液中，再向含有混合溶液的容器中以恒定流速持續(xù)通入氬氣得到相對真空的環(huán)境，在可見光照射條件下光催化分解水析氫。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，按固液比，in2o3/w18o49異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑：去離子水：三乙醇胺：氯鉑酸＝20mg:18ml:2ml:15μl。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種In<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/W<subgt;18</subgt;O<subgt;49</subgt;異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑的制備方法和應(yīng)用。通過高壓電下靜電紡絲的方法制備出的In<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;納米纖維置于W<subgt;18</subgt;O<subgt;49</subgt;的前驅(qū)體溶液進行溶劑熱反應(yīng)合成的In<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/W<subgt;18</subgt;O<subgt;49</subgt;異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑，可被應(yīng)用于光催化分解水析氫領(lǐng)域。相較于現(xiàn)有的光催化劑，本發(fā)明In<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/W<subgt;18</subgt;O<subgt;49</subgt;異質(zhì)結(jié)納米纖維光催化劑具有較大的比表面積，可以提供更多的反應(yīng)活性位點，有利于進一步提升載流子的分離效率。

技術(shù)研發(fā)人員：陶然,李佳樂,慕永琪,樸天陽,徐洋,范曉星,楚振明
受保護的技術(shù)使用者：遼寧大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4