[发明专利]一种碳点负载NiAl LDH/In2

说明书

本发明涉及一种碳点负载NiAlLDH/In₂O₃复合光催化剂的制备方法及其应用，将NiAlLDH包覆在空心In₂O₃纳米管表面形成独特的异质结构，再负载碳点(CDs)，所制备的CDs‑NiAlLDH/In₂O₃复合光催化剂具有化学性质稳定，催化效率高等优点。该复合光催化剂制备原料易得，且制备成本低廉，过程简洁且条件易于控制具有一定的研究和应用价值。

技术领域

本发明属于纳米材料制备及应用技术领域，特别涉及一种碳点(CD_S)负载NiAlLDH/In₂O₃复合光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

目前，世界能源消费主要以化石燃料为主。大量化石燃料的消耗增加了二氧化碳的排放，导致日益严重的能源和环境问题。因此，有必要探索一种高效、低成本的二氧化碳减排方法。已经开发了许多减少二氧化碳的方法，包括热化学、电化学、生物电化学和光催化方法等。光催化还原二氧化碳，可以将可再生的太阳能储存在燃料中，更加节能环保，是一种非常有前途的方法。许多研究致力于构建高效的光催化剂以将二氧化碳还原为高价值的碳基燃料。

层状双氢氧化物(LDH)是一种具有独特结构的二维金属化合物，由含有M(OH)₆八面体的带正电的主体层、层间阴离子和水分子组成。有些LDHs表现出光催化活性，可以降解有机物，分解水，并在水或氢气存在下还原CO₂。LDH整体呈碱性，表面羟基与CO₂分子结合，有利于CO₂的光催化还原。同时，LDH材料的合成方法相对简单。可以采用多种方法和策略合成不同形貌的LDH催化剂，并可以调整其组成、粒径、表面缺陷和电子性能以增强其催化效果。尽管LDH可以作为一种提高光催化活性的2D层状材料，但是其仍受到电荷迁移率低、纳米片易聚集和电荷复合速度快等因素的影响，这就导致其自身的光催化活性较低。因此，制备高效的LDH基复合材料来用于太阳能驱动的CO₂还原仍然是一个巨大的挑战。

一般来说，金属氧化物是构建异质结催化剂的有效装饰材料之一。其中，In₂O₃作为一种典型的金属氧化物光催化剂，具有合适的带隙(～2.8eV)和优异的可见光吸收能力，在光催化析氢、CO₂还原和降解污染物等方面具有重要意义。更重要的是，In₂O₃具有独特的电子传导性和耐腐蚀性，有利于光生电荷在异质结结构中的快速转移，对载体的分离和转移起到积极作用。因此，选择稳定性高、可见光吸收能力强的材料与LDH耦合，构建异质结以提高LDH的光催化转化率是一种理想的策略。In₂O₃和LDH异质结构的形成相应的提高了光催化性能，但催化剂的稳定性差且制备过程纳米片依旧容易堆积或团聚，这会降低催化剂的比表面积和活性位点，使其电荷快速复合从而导致光催化活性低于其他大多数LDH基光催化材料。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的是提供一种碳点(CDs)负载NiAl LDH/In₂O₃复合光催化剂的制备方法，该方法所制备的CDs-NiAl LDH/In₂O₃具有较高的光催化二氧化碳还原活性。

本发明的技术方案是：一种CDs-NiAl LDH/In₂O₃复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：