[发明专利]一种Fe2

说明书

本发明属于纳米材料领域，公开一种Fesubgt;2/subgt;P/氮空位g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;纳米片光催化剂的制备方法与用途，包括煅烧法制备氮空位g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;纳米片，水热法和煅烧法制备Fesubgt;2/subgt;P纳米颗粒，并进一步自组装法成功制备了一种Fesubgt;2/subgt;P/富含氮空位g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;纳米片光催化剂。氮空位的引入，缩小了能带带隙，调节了g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;的电子结构，提供富电子区域作为COsubgt;2/subgt;吸附活化位点。Fesubgt;2/subgt;P中金属铁位点优先吸附*COsubgt;2/subgt;而不是H*，能够抑制HER反应，提高光催化COsubgt;2/subgt;还原的选择性。同时，Fesubgt;2/subgt;P与氮空位g‑Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;形成内置电场，加速载流子迁移，促进光生电子和空穴的分离，使复合光催化材料具有提高的光催化COsubgt;2/subgt;还原活性和选择性，这对清洁能源的开发具有重要的意义。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，涉及一种Fe₂P/氮空位g-C₃N₄纳米片光催化剂的制备方法与用途。

技术背景

氮化碳(graphitic carbon nitride，g-C₃N₄)，作为一种非金属半导体材料，具有含量丰富、成本低、稳定性好、响应可见光等特性，引起人们的广泛关注。g-C₃N₄自2009年首次用于光催化领域以来，已经有了许多光催化应用，如分解水、降解有机污染物、去除NO_x、减少CO₂等。然而，由于可见光响应范围有限，电荷分离较差，CO₂吸附不足，以及电子结构不利于CO₂活化，其光催化CO₂还原性能受到很大抑制。

近年来，富含空位的光催化剂在光催化领域显示出独特的优势。富含氮空位的g-C₃N₄由于制备简单、成本低，一直是光催化领域的研究热点。氮空位可以通过减小能带隙扩大可见光响应范围，调节电子结构，提供富电子区域作为CO₂吸附和活化的活性位点，从而有效提升其光催化CO₂还原性能。(J.Y.Tang,X.Y.Kong,B.J.Ng,Y.H.Chew,A.R.Mohamed,S.P.Chai,Midgap-state-mediated two-steps photoexcitation in nitrogendefective g-C₃N₄ atomic layers for superior photocatalytic CO2 reduction,Catal.Sci.Technol.9(2019)2335-2343.)但是，氮空位g-C₃N₄纳米片仍然存在光生载流子快速复合的问题，这严重限制了光催化CO₂还原活性。因此，在氮空位g-C₃N₄纳米片中引入合适的助催化剂，助催化剂与g-C₃N₄之间的界面产生内置电场，能够加速电子迁移，从而促进光生电子和空穴的分离。