[发明专利]一种近红外响应的碳量子点/Bi2MoO6光催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料学领域，涉及一种光催化材料，具体来说是一种近红外响应的碳量子点/Bi₂MoO₆光催化剂及制备方法。

背景技术

由于全球日益加重的环境污染与能源危机，半导体光催化的研究和应用引起了人们的广泛关注。光催化技术的核心问题是合适光催化剂的设计、开发与研制，特别是宽光谱响应的高性能光催化材料的研究成为当务之急。然而，目前开发出的光催化材料大多数仅能够吸收紫外光或者可见光，而不能利用占太阳光谱53%的近红外光及红外光。近年来，研究者们发现碳量子点（CQDs）具有上转换发光作用，它能够吸收近红外甚至红外光，将其转换为短波段的紫外光以及可见光。因此，将CQDs和光催化材料进行复合，就能够利用CQDs的上转换发光作用将长波段的近红外光或者红外光转化为短波段的可见光及紫外光，进而激发光催化材料，从而拓宽光催化材料对太阳光谱的吸收范围。

Bi₂MoO₆光催化剂是最近研究较多的一种新型可见光催化材料，它是一种稳定、无毒的半导体材料，带隙约为2.5～2.8eV，其吸收的阈值波长大于450nm，具有活性高，稳定性强，无毒及宽光谱响应等优点，使其成为目前最具潜力的可见光催化剂。但是，单纯的Bi₂MoO₆光催化材料存在光谱响应范围不够宽，以及载流子复合几率高的问题，从而限制了它的实际应用。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种近红外响应的碳量子点/Bi₂MoO₆光催化剂及制备方法，所述的这种近红外响应的碳量子点/Bi₂MoO₆光催化剂及制备方法要解决现有技术中的光催化材料上光谱响应范围窄，不能利用近红外光及红外光，而且光生载流子容易复合的技术问题。

本发明提供了一种近红外响应的碳量子点/Bi₂MoO₆复合光催化剂，由50-100nm的纳米片状Bi₂MoO₆和5-10nm的碳量子点组成，碳量子点纳米颗粒分布在片状Bi₂MoO₆上，按质量百分比计算，纳米颗粒的碳量子点：纳米尺寸的片状Bi₂MoO₆为1-15%：85-99%。

进一步的，按质量百分比计算，纳米颗粒的碳量子点：纳米尺寸的片状Bi₂MoO₆为1%：99%。

进一步的，按质量百分比计算，纳米颗粒的碳量子点：纳米尺寸的片状Bi₂MoO₆为3.2%：96.8%。

进一步的，按质量百分比计算，纳米颗粒的碳量子点：纳米尺寸的片状Bi₂MoO₆为6%：94%。

进一步的，按质量百分比计算，纳米颗粒的碳量子点：纳米尺寸的片状Bi₂MoO₆为15%：85%。

本发明还提供了上述的一种近红外响应的碳量子点/Bi₂MoO₆复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1）将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于硝酸中，得到浓度为0.05~1mol/L的Bi(NO₃)₃溶液；将Na₂MoO₄·2H₂O溶于去离子水中，得到浓度为0.025~0.5mol/L的Na₂MoO₄溶液；

2）然后按摩尔比计算，即Bi(NO₃)₃溶液中的Bi³⁺：Na₂MoO₄溶液中的MoO₄^2-为2:1的比例，将Bi(NO₃)₃溶液和Na₂MoO₄溶液混合均匀，得到浅黄色悬浮液；