[发明专利]一种高纯度WO3/C3N4复合介孔纳米带的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米纤维的制备方法，尤其涉及一种高纯度WO₃/C₃N₄复合介孔纳米带的制备方法，属于半导体材料制备技术领域。

本发明中PVP指聚乙烯吡咯烷酮；TS指茶皂素；WCl₆指六氯化钨。

背景技术

随着全球可再生能源和可持续能源需求的日益增加，光电化学水分解产生氧气和氢气已经被广泛的研究。而光电催化研究的关键目标仍然是开发一种新型、高效的光电催化剂，其可以有效地将水氧化形成氧气。

在众多光电催化剂中，三氧化钨(WO₃)因为其合适的能带隙，电子流动性较高、资源丰富和低成本是一种很有前途的材料。然而，其光电转换效率低和稳定性差限制其生活生产中应用。为了解决这些问题，近些年研究人员通过改性和掺杂来提高其性能，其表现出很好的效果。提高光生电子空穴对分离效率的方法之一是形成一个由两种类型的半导体组成的复合材料。其原理是利用两个半导体的导带和价带的能级差提供了适当的驱动力来分离和转移光生电子空穴对来光电催化效率。而氮化碳(C₃N₄)由于其能带宽度为～2.7eV可以吸收波长小于460nm的光，而且性能稳定，无污染，其可以与多种半导体材料匹配，是理想的复合材料。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种设备和工艺简单、可控，并具有很好的可重复性的WO₃/C₃N₄复合介孔纳米带的制备。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高纯度WO₃/C₃N₄复合介孔纳米带的制备方法，该制备方法为：配制前驱体纺丝液，将配制好的前驱体纺丝液经纺丝得到前驱体纳米材料后干燥，经高温煅烧得到高纯度WO₃/C₃N₄复合介孔纳米带。

本发明通过在前驱体纺丝液中加入g-C₃N₄和TS，采用静电纺丝技术，实现WO₃/C₃N₄介孔纳米带的制备。

在上述的一种高纯度WO₃/C₃N₄复合介孔纳米带的制备方法中，前驱体纺丝液的配制为：将原料g-C₃N₄放入无水乙醇溶液中形成乳浊液，乳浊液再与N,N-二甲基甲酰胺形成混合溶液，最后再将原料WCl₆、PVP、TS溶解到混合溶液中形成前驱体纺丝液。

在上述的一种高纯度WO₃/C₃N₄复合介孔纳米带的制备方法中，前驱体纺丝液配置时1g原料g-C₃N₄放入150-250mL无水乙醇溶液中。

在上述的一种高纯度WO₃/C₃N₄复合介孔纳米带的制备方法中，前驱体纺丝液配置时混合溶液中乳浊液与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1：(2-6)。

在上述的一种高纯度WO₃/C₃N₄复合介孔纳米带的制备方法中，前驱体纺丝液配置时每1mL混合溶液中原料WCl₆的使用量为0.2-0.8g。

在上述的一种高纯度WO₃/C₃N₄复合介孔纳米带的制备方法中，前驱体纺丝液配置时每1mL混合溶液中原料PVP的使用量为0.05-0.1g。

在上述的一种高纯度WO₃/C₃N₄复合介孔纳米带的制备方法中，前驱体纺丝液配置时每1mL混合溶液中原料TS的使用量为0.1-0.2g。

在上述的一种高纯度WO₃/C₃N₄复合介孔纳米带的制备方法中，前驱体纺丝液经静电纺丝得到前躯体一维纳米材料，其中静电纺丝的电压为5-10kV，阴极与阳极之间的距离为15-25cm。