[发明专利]一种高价金属离子掺杂的SnO2

权利要求书

1.一种高价金属离子掺杂的SnO₂纳米材料的应用，其特征在于：所述高价金属离子掺杂的SnO₂纳米材料直接用于光催化还原二氧化碳；

该纳米材料为高价金属离子掺杂的SnO₂纳米材料，高价金属离子掺杂进入SnO₂部分晶格，使材料表面具有活化二氧化碳的能力；所述高价金属离子为铌、钽、钒、钨和钼元素中的一种或几种；

该纳米材料中，高价金属离子的原子百分含量为10-30％；

该纳米材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)配置反应前驱体：首先，分别配制铵盐溶液和混合盐溶液，所述混合盐溶液为含有高价金属离子和锡离子的溶液，其中铵盐溶液中铵根的浓度为0.05-0.24mol/L，所述混合盐溶液中高价金属离子与锡离子的总浓度为0.01-0.8mol/L；将铵盐溶液在搅拌条件下滴加到所述混合盐溶液中，充分搅拌后得到反应前驱体；

(2)晶化反应：将步骤(1)制备的反应前驱体在调节合适的pH值后鼓入氮气30min，然后在140-230℃条件下保温20-48h，得到悬浮液；

(3)洗涤与烘干：将步骤(2)中得到的悬浮液进行离心分离，分离所得粉末用二次去离子水洗涤3-5次，再将洗涤后的粉末在50-80℃条件下干燥8-24h，即获得所述高价金属离子掺杂的SnO₂纳米材料。

2.按照权利要求1所述的高价金属离子掺杂的SnO₂纳米材料的应用，其特征在于：所述SnO₂纳米材料尺寸小于1微米，为金红石相结构。

3.按照权利要求1所述的高价金属离子掺杂的SnO₂纳米材料的应用，其特征在于：步骤(1)中，所述铵盐溶液指的是由硝酸铵或碳酸铵配制而成的溶液，溶剂为醇类和/或水，所述醇类为乙醇、乙二醇和叔丁醇中的一种或几种。

4.按照权利要求1所述的高价金属离子掺杂的SnO₂纳米材料的应用，其特征在于：步骤(1)中，所述铵盐溶液与所述混合盐溶液的体积比为1:2。

5.按照权利要求1所述的高价金属离子掺杂的SnO₂纳米材料的应用，其特征在于：该高价金属离子掺杂的SnO₂纳米材料应用于光催化还原二氧化碳的过程为：将该材料分散于含有二氧化碳的水溶液中，在光照条件下持续2-24h，可将二氧化碳还原为甲醇、甲醛、甲酸、乙醇、乙醛和乙酸。