[发明专利]用于光催化氮还原杂多蓝（H3

说明书

本发明属于纳米材料制备领域，尤其涉及用于光催化氮还原杂多蓝(H₃PW₁₂O₄₀)/W₁₈O₄₉催化剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：S1.磷钨酸还原：将工作电极、参比电极通过离子交换膜与对电极隔开，置于H型电解槽中，并向两极室中分别加入磷钨酸和磷酸溶液，对工作电极和参比电极施加电压，实现磷钨酸还原；S2.(H₃PW₁₂O₄₀)/W₁₈O₄₉制备：将WCl₆溶解在异丙醇溶液中，搅拌，加入杂多蓝H₃PW₁₂O₄₀溶液，升温加热后冷却，离心，将得到的沉淀物洗涤，常温下沥干，即得杂多蓝(H₃PW₁₂O₄₀)/W₁₈O₄₉催化剂。该方法所合成的催化剂样品纯度高，环保、低成本，检测迅速、可重复性高；首次提出引入杂多蓝(H₃PW₁₂O₄₀)增加活性位点改善W₁₈O₄₉太阳光氮还原产氨活性，对太阳光条件下还原氮气具有十分广阔的应用前景。

【技术领域】

本发明属于纳米材料的制备及应用领域，尤其涉及一种用于光催化氮还原杂多蓝(H₃PW₁₂O₄₀)/W₁₈O₄₉催化剂的制备方法。

【背景技术】

随着科学技术的不断发展和进步，人们的生活水平也在不断提高，环境污染和化石燃料短缺等问题日益突出。因此，环境危机问题是我们现在面临的巨大挑战。为了社会的可持续发展，人类正在把现有的能源转化为稀缺的能源，这种方法是高效的，环保的。因此，如何解决以上两个问题对实现可持续发展和维护生态环境的和谐具有重要战略意义，而发展和使用清洁可再生能源是解决这两方面问题的有效途径。

光催化技术由于其低毒、高效率、低成本等优点，已发展成为一种很有前途的环境修复技术[1]。氨(NH₃)是应对迫在眉睫的能源危机的某些化肥和非碳基能源载体的重要合成化学原料，其激增的消费量(每年约1500WT)是社会发展和人口增长的关键需求。在全球氮循环中，大部分氨的转化是自然界中固氮菌的生物合成。但是，生物地球化学固氮技术存在不确定性和不可靠性，几乎无法满足当今化肥行业的巨大需求。

20世纪初，Fritz Haber和Carl Bosch在BASF开发了第一个大规模的合成固氮工艺[2]。传统的Haber-Bosch制氨工艺需要200atm以上的高压和500℃以上的高温，氨气的生产与全球1.44％的CO₂排放相关[3]。在室温下通过光催化直接固定氮气是最有趣的可持续生产氨的过程[4]。然而，这一体系依然面临诸多挑战如：1)如何克服W₁₈O₄₉的表面超快的弛豫现象导致的光生电子与空穴的高复合率和加快载流子的扩散速率；2)由于N₂分子具有较高的稳定性，键能为941kJ mol^-1,NH₃合成的瓶颈在于对N₂的有效吸附和活化。

1.C.L.Yu,F.Y.Chen,D.B.Zeng,Y.Xie,W.Q.Zhou,Z.Liu,L.F.Wei,K.Yang,D.H.Li,A facile phase transformation strategy for fabrication of novel Z-scheme ternary heterojunctions with effiffifficient photocatalyticproperties,Nanoscale 11(16)(2019)7720–7733.