[发明专利]一种Mo纳米球助催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种Mo纳米球助催化剂及其制备方法与应用，方法包括步骤：取Mo粉于反应釜中，向反应釜中加入双氧水，进行氧化反应，接着加入乙醇，得到溶液A；将光催化剂加入溶液A中，并搅拌后，在反应釜中进行高温反应一段时间，经提纯处理，得到Mo纳米球助催化剂。本发明所述Mo纳米球助催化剂应用于光催化还原二氧化碳生成甲烷实验中，由于Mo纳米球助催化剂的引入，不仅提高了材料对二氧化碳的吸附能力，有效的促使光生电子‑空穴与二氧化碳的反应发生，而且大大提升了光生电子‑空穴的寿命，提高了电子‑空穴的利用率，扩宽了光谱响应能力，使得整个光催化过程得到了有效的引导和优化，有效提升光催化二氧化碳还原生成甲烷的效率。

技术领域

本发明涉及光催化领域，尤其涉及一种Mo纳米球助催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

当今社会，我们不但面临着能源方面的危机，同时还要承受由于过度依赖化石能源而产生的一系列全球气候问题：全球变暖，频繁的极端天气状况等。这些气候问题产生的症结在于我们过度地将本来以化石燃料形式存储的碳元素，通过燃烧产能的方式，以二氧化碳形式大量转化排放，从而造成大气中二氧化碳含量的持续增高。因此，如何实现二氧化碳的捕捉、储存、利用，以及如何降低地球大气中的碳含量，成为了全球研究的焦点。利用光催化技术进行二氧化碳还原是行之有效的方法之一。由于具备能源清洁、低耗以及环境友好等优点，光催化技术逐渐引起越来越广泛的关注。在光照下，利用半导体光催化剂产生的电子-空穴，催化还原二氧化碳转化为具有高附加价值的可再生燃料(甲烷和甲醇等)。这项技术不仅解决了二氧化碳的利用问题，同时产生的化学物品可作为再生能源使用，实现了“一石二鸟”的目的。然而，由于光催化技术效率过低，使其在实际应用中大大受限。从根源来看，较低的光生电子-空穴复合率是限制转化率提高的最主要原因之一。因此，如何提高光催化反应过程中电子和空穴的利用率，极为重要。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种Mo纳米球助催化剂及其制备方法与应用，旨在解决现有光催化二氧化碳还原生成甲烷效率过低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种Mo纳米球助催化剂的制备方法，其中，包括步骤：

取Mo粉于反应釜中，向反应釜中加入双氧水，进行氧化反应，接着加入乙醇，得到溶液A；

将光催化剂加入溶液A中，并搅拌后，在反应釜中进行高温反应一段时间，经提纯处理，得到负载于光催化剂表面的Mo纳米球助催化剂。

进一步地，所述氧化反应的温度为20-30℃。

进一步地，所述氧化反应的时间为20-40分钟。

进一步地，所述在反应釜中进行高温反应一段时间的步骤中，反应温度为120-160℃。

进一步地，所述在反应釜中进行高温反应一段时间的步骤中，反应时间为10-12小时。

进一步地，所述提纯处理包括：自然冷却后，于离心机中离心，离心完成后取下层沉淀，将沉淀放置在真空干燥箱中干燥。

进一步地，所述光催化剂为石墨相氮化碳光催化剂。

进一步地，所述Mo粉与光催化剂的质量比为1:1～1:30。

一种Mo纳米球助催化剂，其中，采用本发明所述的Mo纳米球助催化剂的制备方法制备得到。

一种本发明所述的Mo纳米球助催化剂在光催化还原二氧化碳生成甲烷中的应用。