[发明专利]一种等离子体诱导的层状镍钴双金属氢氧化物光催化材料的制备方法和用途

说明书

本发明属于光催化材料技术领域，公开了一种等离子体诱导的层状镍钴双金属氢氧化物光催化材料的制备方法。步骤为：六水合硝酸镍和六水合硝酸钴加入去离子水中混合均匀，再加入丙三醇和甲醇；室温下搅拌混合；将得到的悬浮液水热法制备得到NiCo‑LDH材料；将NiCo‑LDH用乙醇溶解均匀固定在石英片上放入介质阻挡放电装置中进行等离子体处理，得NHsubgt;2/subgt;‑NiCo LDH材料。制得的NHsubgt;2/subgt;‑NiCo LDH纳米花具有良好的光催化性能及稳定的结构，同时表现出较强的二氧化碳吸附能力，具有更窄的带隙和更大的比表面积，并且具有更高的光催化还原效率。本发明制备方法工艺简单，原料易得，反应温和，快捷高效，因此得到广泛的应用。

技术领域

本发明属于光催化材料的制备方法技术领域，涉及一种等离子体诱导的层状镍钴双金属氢氧化物光催化剂的制备方法。

背景技术

LDH是一种具有类水滑石层状晶体结构的氢氧化物，主要由带正电荷的片层和层间阴离子有序组装而成，主层片上的二价和三价金属阳离子可以有选择性的进行调控，因此LDH作为一种重要的二维无机纳米材料，在水污染处理、无机涂料、工业分子筛及光电催化领域都有很大的潜在应用价值。过渡金属组成的LDH由于丰富的活性位点以及Ni和Co之间的相互调节，在提高二氧化碳光催化性能方面具有很大潜力。但NiCo LDH由于半导体性质差，光生电子空穴对复合几率高、载流子迁移速率慢，严重限制了其在光催化领域的应用。研究人员通过一系列的方法提高了NiCo LDH的光催化性能，包括纳米结构的设计、元素掺杂、制造缺陷与其他半导体材料构筑形成异质结等。其中对于NiCo LDH而言，同时具有超薄层和碱性基团结构，这极大地增强了NiCo LDH 对二氧化碳的吸附能力、快速且长距离的电子转移速率、更丰富的活性位点、更大的比表面积和更低的光生电子空穴对复合率。

等离子体处理替代传统热处理对光催化材料进行改性和修饰，具有简单、快速、低能耗、环境友好的优点，还可以大大缩短反应时间，不但可实现高性能金属催化剂的制备,还可以得到传统方法不易获得的特殊结构,因此寻找一种简单高产方法来制备 LDH是十分必要的，平行平板介质阻挡放电冷等离子体是一种常见的等离子体处理法来制备纳米材料。利用这种等离子体处理方法合成的NiCo LDH相对于普通的NiCo LDH，具有更薄的层厚，且具有更大的比表面积及更低的电子复合率，从而大大提高了其光催化活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种等离子体诱导的层状镍钴双金属氢氧化物光催化剂的制备方法，本发明制备的NH₂-NiCo LDH具有良好的光催化性能和稳定性。

本发明所提供的一种等离子体诱导的层状镍钴双金属氢氧化物光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将六水合硝酸镍(Ni(NO₃)₂·6H₂O)和六水合硝酸钴(Co(NO₃)₃·6H₂O)加入去离子水中混合均匀后，再加入丙三醇(C₃H₈O₃)和甲醇(CH₃OH)；然后室温下将混合溶液边搅拌边混合持续30-60min；；

(2)将步骤(1)得到的混合溶液倒入高压釜中以180℃加热24h，收集沉淀物，洗涤并干燥得到NiCo-LDH材料；

(3)将步骤(2)得到的NiCo-LDH材料用乙醇溶解后，均匀固定在石英片上放入介质阻挡放电装置中进行等离子体处理，得到含有氨基的NH₂-NiCo LDH材料，即等离子体诱导的层状镍钴双金属氢氧化物光催化材料。