[发明专利]一种在光催化材料表面非对称性光沉积助催化剂的方法

说明书

本发明涉及光催化材料领域，具体为一种在光催化材料表面非对称性光沉积助催化剂的方法。以各种粉体光催化材料为原材料，将样品加入到溶剂中进行超声分散，得到样品的悬浊液。然后上述悬浊液均匀分散到载玻片上，加热干燥。将胶带粘在有样品分散的载玻片正面，后将胶带揭下，放到溶剂中超声，得到一段有样品单层附着的胶带。将上述胶带放在含有牺牲剂和助催化剂前驱体的溶液中，用光源照射有样品附着的胶带面，进行光沉积，实现助催化剂在材料表面的非对称性沉积。本发明利用胶带对样品进行半包覆，实现助催化剂在光催化材料表面的非对称性沉积。从而，在光催化材料内部构建定向电场，使载流子可以定向迁移，提高载流子的分离效率。

技术领域

本发明涉及光催化材料领域，具体为一种在光催化材料表面非对称性光沉积助催化剂的方法，利用胶带对样品进行半包覆，在后续光沉积助催化剂的过程中实现在光催化材料表面上助催化剂的非对称性沉积。

背景技术

光生载流子的分离是影响光催化效率的一个重要因素。材料内部的定向电场可以提高载流子的分离效率，但一般光催化材料内部鲜有定向电场存在。助催化剂的费米能级与光催化剂的费米能级往往不同，这一差异使得两者在接触界面形成不同于材料内部的能带结构，产生带弯，促进光生载流子的定向迁移，有助于光生载流子的分离。但是一般的助催化剂都是随机对称沉积在材料的表面，助催化剂材料表面的对称分布不利于定向电场的建立。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在光催化材料表面非对称性光沉积助催化剂的方法，能够解决一般光催化材料不具备定向电场的问题，实现材料内部光生载流子的定向迁移，改善载流子分离效率低的缺点。

本发明的技术方案是：

一种在光催化材料表面非对称性光沉积助催化剂的方法，包括如下步骤：

(1)以各种粉体光催化剂为原材料，将样品加入到溶剂中进行超声分散，得到样品的悬浊液；

(2)上述悬浊液均匀分散到载玻片上，加热干燥；

(3)将胶带粘在有样品分散的载玻片正面，后将胶带揭下，放到溶剂中超声，得到一段有样品单层附着的胶带；

(4)将上述胶带放在含有牺牲剂和助催化剂前驱体的溶液中，用光源照射有样品附着的胶带面，进行光沉积，实现助催化剂在材料表面的非对称性沉积。

所述的在光催化材料表面非对称性光沉积助催化剂的方法，各种粉体光催化剂为：金属氧化物TiO₂或Cu₂O，金属硫化物CdS或ZnS，金属氧和/或氮化物Ta₃N₅、TaON或LaTaON₂，三元及以上复杂光催化材料SrTiO₃或BiVO₄。

所述的在光催化材料表面非对称性光沉积助催化剂的方法，溶剂为去离子水、乙醇、甲醇、丙酮或异丙醇。

所述的在光催化材料表面非对称性光沉积助催化剂的方法，胶带种类为透明胶带、双面胶带、绝缘胶带或导电胶带。

所述的在光催化材料表面非对称性光沉积助催化剂的方法，胶带的面积为1mm²～100m²。

所述的在光催化材料表面非对称性光沉积助催化剂的方法，按重量百分比计，含有牺牲剂和助催化剂前驱体的溶液成分含量如下：牺牲剂0.01％～99％，助催化剂前驱体0.0000001％～0.1％，其余为去离子水。

所述的在光催化材料表面非对称性光沉积助催化剂的方法，牺牲剂为产氢牺牲剂或产氧牺牲剂，产氢牺牲剂为甲醇、三乙醇胺、乳酸或硫化钠/亚硫酸钠，产氧牺牲剂为Fe³⁺或碘酸钠；

助催化剂为产氢助催化剂或产氧助催化剂，产氢助催化剂为铂、金或铑，产氧助催化剂为二氧化锰、氧化钴或氧化铅；