[发明专利]一种3D核壳β-氧化铋/钴铝水滑石直接Z型异质结催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种3D核壳β-氧化铋/钴铝水滑石直接Z型异质结催化剂，其特征在于，按如下方法制备得到：

(1)将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶解于乙醇和甘油的混合溶剂中，搅拌5～15min，接着在145～170℃下反应2～4h，之后冷却至室温，用乙醇洗涤固体产物，真空干燥，得到β-氧化铋的前驱体，将所得β-氧化铋的前驱体置于250～300℃马弗炉中焙烧1.5～3h，制得具有空心结构的β-氧化铋；

(2)将步骤(1)制备的β-氧化铋、Co(NO₃)₃·6H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O、尿素和NH₄F溶于超纯水中，超声10～30min，再搅拌20～45min，接着于90～120℃下反应8～12h，之后冷却至室温，离心，洗涤，干燥，得到3D核壳β-氧化铋/钴铝水滑石直接Z型异质结催化剂。

2.如权利要求1所述3D核壳β-氧化铋/钴铝水滑石直接Z型异质结催化剂，其特征在于，步骤(1)中，所述乙醇和甘油的混合溶剂中，乙醇和甘油的体积比为0.5～2：1。

3.如权利要求1所述3D核壳β-氧化铋/钴铝水滑石直接Z型异质结催化剂，其特征在于，步骤(1)中，所述乙醇和甘油的混合溶剂的体积用量以Bi(NO₃)₃·5H₂O的物质的量计为3～10mL/mmol。

4.如权利要求1所述3D核壳β-氧化铋/钴铝水滑石直接Z型异质结催化剂，其特征在于，步骤(1)中，所述马弗炉的升温速率在1～5℃/min。

5.如权利要求1所述3D核壳β-氧化铋/钴铝水滑石直接Z型异质结催化剂，其特征在于，步骤(2)中，所述β-氧化铋、Co(NO₃)₂·6H₂O、Al(NO₃)₃·6H₂O、尿素、NH₄F的物质的量之比为0.5：3：1：10：4。

6.如权利要求1所述3D核壳β-氧化铋/钴铝水滑石直接Z型异质结催化剂，其特征在于，步骤(2)中，所述超纯水的体积用量以β-氧化铋的质量计为200～250mL/g。

7.如权利要求1所述3D核壳β-氧化铋/钴铝水滑石直接Z型异质结催化剂在光催化合成氨反应中的应用。