【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光催化劑材料，具體涉及一種moo2/mo2n復合材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、自工業革命以來，傳統化石能源逐漸滲透并支撐起現代社會的發展。然而，大量化石能源燃燒所帶來的能源短缺和環境污染問題日益突出。一方面需大力開發風能、太陽能等綠色可再生能源，另一方面則要對生產生活中所排放的co2進行捕獲、轉化和再利用。然而co2分子在熱力學上十分穩定，c＝o鍵的鍵能高達750kj/mol，使用傳統熱催化對其進行轉化的經濟效益并不理想。光驅動co2轉化是一種利用太陽能將溫室氣體轉化為燃料或者高值化學品的有效途徑，該過程可以使反應在更為溫和的條件下進行，對于進一步向低碳能源轉型具有重要意義。
2、光驅動co2轉化技術的實現依賴于高效光催化劑的設計和開發。傳統光催化劑多為tio2、cu2o、zno等過渡金屬氧化物半導體，該類催化劑中氧空位的存在有助于co2的吸附活化。然而常規過渡金屬氧化物對太陽光中占比大的紅外光吸收利用能力十分有限，因此該類催化劑通常需要負載au、pd、pt等具有等離激元效應的貴金屬助催化劑，以提升催化劑的光利用率和催化活性，這就導致了催化劑合成工藝復雜，難以批量化生產，并且生產成本較高，經濟效益并不理想，從而限制了光催化co2轉化技術應用的發展。
3、過渡金屬氮化物的能帶結構和貴金屬類似，具有較高的電導率和較窄的帶隙，有利于載流子的高效傳輸和光能的吸收，由于其表現出了取代貴金屬催化劑的潛力，近年來在光驅動co2轉化領域中受到廣泛關注。早期的過渡金屬氮化物光催化劑的合成方法主要是利
4、因此，急需開發一種簡便、低成本、可批量合成的高性能過渡金屬氮化物催化劑。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的上述不足，本專利技術提供了一種moo2/mo2n復合材料及其制備方法和應用，本專利技術從新型光催化劑的開發入手，探索便捷、低成本、可批量合成的催化劑制備策略，開發高效率、低成本、高選擇性和高穩定性的新型co2光催化轉換體系和技術，以推動光催化co2轉化實際應用的發展。
2、本專利技術的技術方案為：
3、本專利技術涉及一種moo2/mo2n復合材料的制備方法，將moo3前驅體放置于敞口容器中，將敞口容器置于氨氣氣氛下煅燒處理，得到moo2/mo2n復合材料。
4、前驅體可以是任意moo3，性能有差別，本專利技術優選納米材料，moo3前驅體為具有納米級內部結構或表面結構的材料。
5、優選地，moo3前驅體為moo3納米片和/或moo3納米線。
6、優選地，moo3前驅體為moo3納米片，moo3納米片的制備方法為：將金屬mo粉溶于乙醇和h2o2混合溶液中，于150-200℃下反應10-24h，產物清洗干燥后，即得到具有納米片形貌的moo3前驅體。
7、優選地，金屬mo粉與乙醇和h2o2混合溶液的質量體積比為200-1000mg/30-150ml。
8、優選地，氨氣氣氛下煅燒處理條件為：先以5-10℃/min升溫速率升溫至250-400℃，保溫10min；再以1-10℃/min升溫速率升溫至400-700℃，煅燒1-8h。
9、優選地，氨氣流量為10-100ml/min。
10、優選地，所述敞口容器為氧化鋁或石英耐高溫容器，用于盛放moo3前驅體，前驅體質量為0.1-200g。
11、本專利技術還涉及一種moo2/mo2n復合材料，采用上述制備方法制得，moo2/mo2n復合材料具有moo2和mo2n混合相。
12、本專利技術還涉及上述moo2/mo2n復合材料在光催化co2還原中的應用。
13、本專利技術還涉及一種光催化co2還原方法，將上述moo2/mo2n復合材料置于帶有石英視窗的反應器中，其中石英視窗用于光線引入，通入co2/h2o或co2/h2混合反應物，在光照條件下將co2還原，還原產物為ch4、co、ch3oh等。
14、本專利技術的有益效果是：
15、(1)本專利技術提供moo2/mo2n復合材料的制備方法，以moo3為前驅體，通過氨化法得到moo2/mo2n復合材料，該moo2/mo2n復合材料具有介孔結構(孔徑2-50nm)，以mo2n為主體，moo2納米顆粒均勻分布在mo2n中；整個制備過程工藝簡單、條件可控、成本低，可實現材料的大批量合成，并且合成的材料具有粒徑小、比表面積大、均勻性好的特點。
16、(2)本專利技術制備的moo2/mo2n復合材料具有等離激元效應，有極強的光吸收能力，表現出類貴金屬性質；并且在材料中，moo2相中具有豐富的氧空位，有助于co2的活化，mo2n也能提供豐富的活性位點，應用于流動相光催化co2還原時具有較高的活性和穩定性，貼合工業生產應用場景，具有實際應用的潛力。
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1.一種MoO2/Mo2N復合材料的制備方法，其特征在于，將MoO3前驅體放置于敞口容器中，將敞口容器置于氨氣氣氛下煅燒處理，得到MoO2/Mo2N復合材料。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，MoO3前驅體為具有納米級內部結構或表面結構的材料。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，MoO3前驅體為MoO3納米片和/或MoO3納米線。
4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，MoO3前驅體為MoO3納米片，MoO3納米片的制備方法為：將金屬Mo粉溶于乙醇和H2O2混合溶液中，于150-200℃下反應10-24h，產物清洗干燥后，即得到具有納米片形貌的MoO3前驅體。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，氨氣氣氛下煅燒處理條件為：先以5-10℃/min升溫速率升溫至250-400℃，保溫10min；再以1-10℃/min升溫速率升溫至400-700℃，煅燒1-8h。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，氨氣流量為10-100mL/min。
7.根據權利要求1所述的
8.一種MoO2/Mo2N復合材料，其特征在于，采用權利要求1-7任一項所述的制備方法制得，MoO2/Mo2N復合材料具有MoO2和Mo2N混合相。
9.權利要求8所述的MoO2/Mo2N復合材料在光催化CO2還原中的應用。
10.一種光催化CO2還原方法，其特征在于，將權利要求8所述的MoO2/Mo2N復合材料置于帶有石英視窗的反應器中，通入CO2/H2O或CO2/H2混合反應物，在光照條件下將CO2還原。
...【技術特征摘要】
1.一種moo2/mo2n復合材料的制備方法，其特征在于，將moo3前驅體放置于敞口容器中，將敞口容器置于氨氣氣氛下煅燒處理，得到moo2/mo2n復合材料。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，moo3前驅體為具有納米級內部結構或表面結構的材料。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，moo3前驅體為moo3納米片和/或moo3納米線。
4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，moo3前驅體為moo3納米片，moo3納米片的制備方法為：將金屬mo粉溶于乙醇和h2o2混合溶液中，于150-200℃下反應10-24h，產物清洗干燥后，即得到具有納米片形貌的moo3前驅體。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，氨氣氣氛下煅燒處理條件為：先以5-10℃/min升溫速率...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉東，萬雪穎，劉迎澳，
申請(專利權)人：中國科學技術大學蘇州高等研究院，
類型：發明
國別省市：
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