一种In2O3/W18O49异质结纳米纤维光催化剂的制备方法和应用

本发明属于光催化材料，具体涉及一种in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂的制备方法和应用。

背景技术：

1、由于全球能源消耗的不断增长和环境污染问题的日益严重，寻找可替代传统化石燃料的清洁、可持续能源已成为当务之急。太阳能作为一种无穷无尽、分布广泛的清洁能源，具有巨大的潜力。为了开发清洁、可持续的再生能源，利用太阳能光催化分解水产氢成为研究热点。光催化分解水产氢以其廉价、节能、环保等优势被认为是开发清洁、可持续氢气能源的最有潜力技术之一。然而，目前的光催化剂利用太阳能光催化分解水产氢的效率相对较低，难以满足人类对能源的需求。

2、in2o3由于其优异的导电性，稳定性，较宽的禁带宽度和较小的电阻率等优点，被广泛用于光催化分解水制氢领域。然而，纯in2o3面临着太阳能利用率低和载流子络合率高的问题。因此，合成异质结是提高in2o3太阳能利用率、减少电子空穴对复合的有效方法。本发明引入in2o3/w18o49形成异质结，可以提高光生电子空穴分离效率，从而提高光催化活性；并且in2o3/w18o49异质结纳米纤维作为光催化剂析氢还尚未有相关报道。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂的制备方法和应用。

2、本发明采用的技术方案为：

3、一种in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

4、1)将四点五水硝酸铟溶于n，n-二甲基甲酰胺和乙醇的混合溶液中，待完全溶解，将聚乙烯吡咯烷酮粉末加入上述混合溶液中，搅拌直至溶液呈无色透明状态，在15kv的电压下距离收集板12cm的条件下进行静电纺丝，收集纳米纤维；

5、2)将收集到的纳米纤维用剪刀和镊子撕取放到瓷舟里，置于低温马弗炉里进行煅烧，得到in2o3纳米纤维；

6、3)将六氯化钨溶于无水乙醇中，搅拌溶液至蓝色，将步骤2)得到的in2o3纳米纤维置于装有六氯化钨溶液的高压釜中进行水热反应，反应结束后将样品进行洗涤，烘干得到in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂。

7、进一步的，上述的制备方法，步骤1)中，四点五水硝酸铟用量是0.8g，聚乙烯吡咯烷酮粉末用量是1g，n-n-二甲基甲酰胺用量是4ml，乙醇用量是6ml。

8、进一步的，上述的制备方法，步骤1)和3)中，所述搅拌的方式是采用磁力搅拌器进行搅拌。

9、进一步的，上述的制备方法，步骤2)，所述煅烧的温度是550℃，升温速率是1℃/min，煅烧时间是2h。

10、进一步的，上述的制备方法，步骤3)中，六氯化钨和in2o3纳米纤维的质量比是5％、25％或35％。

11、进一步的，上述的制备方法，步骤3)中，所述水热反应的温度是160℃，反应时间是6h。

12、进一步的，上述的制备方法，步骤3)中，所述烘干的温度是40℃，烘干时间是2h。

13、上述任意一项所述的制备方法制备的in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂在光催化分解水析氢中的应用。

14、进一步的，上述的应用，方法如下：取in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂均匀分散在去离子水、三乙醇胺和氯铂酸的混合溶液中，再向含有混合溶液的容器中以恒定流速持续通入氩气得到相对真空的环境，在可见光照射条件下光催化分解水析氢。

15、更进一步的，上述的应用，按固液比，in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂：去离子水：三乙醇胺：氯铂酸＝20mg:18ml:2ml:15μl。

16、本发明的有益效果为：

17、1、本发明利用静电纺丝法和溶剂热法制备的in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂具有超长一维结构，可以提升载流子的分离效率，增强光催化活性。

18、2、本发明制备的in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂具有更强的吸收可见光的能力，是一种提高可见光催化活性的有效途径。

19、3、本发明制备的in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂具有较好的光催化析氢性能，且该方法制备简单、环保无毒、低成本、有利于大规模生产。

技术特征：

1.一种in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，四点五水硝酸铟用量是0.8g，聚乙烯吡咯烷酮粉末用量是1g，n-n-二甲基甲酰胺用量是4ml，乙醇用量是6ml。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)和3)中，所述搅拌的方式是采用磁力搅拌器进行搅拌。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)，所述煅烧的温度是550℃，升温速率是1℃/min，煅烧时间是2h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，六氯化钨和in2o3纳米纤维的质量比是5％、25％或35％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述水热反应的温度是160℃，反应时间是6h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述烘干的温度是40℃，烘干时间是2h。

8.权利要求1-7中任意一项所述的制备方法制备的in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂在光催化分解水析氢中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，方法如下：取in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂均匀分散在去离子水、三乙醇胺和氯铂酸的混合溶液中，再向含有混合溶液的容器中以恒定流速持续通入氩气得到相对真空的环境，在可见光照射条件下光催化分解水析氢。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，按固液比，in2o3/w18o49异质结纳米纤维光催化剂：去离子水：三乙醇胺：氯铂酸＝20mg:18ml:2ml:15μl。

技术总结本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种In<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/W<subgt;18</subgt;O<subgt;49</subgt;异质结纳米纤维光催化剂的制备方法和应用。通过高压电下静电纺丝的方法制备出的In<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;纳米纤维置于W<subgt;18</subgt;O<subgt;49</subgt;的前驱体溶液进行溶剂热反应合成的In<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/W<subgt;18</subgt;O<subgt;49</subgt;异质结纳米纤维光催化剂，可被应用于光催化分解水析氢领域。相较于现有的光催化剂，本发明In<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/W<subgt;18</subgt;O<subgt;49</subgt;异质结纳米纤维光催化剂具有较大的比表面积，可以提供更多的反应活性位点，有利于进一步提升载流子的分离效率。技术研发人员：陶然,李佳乐,慕永琪,朴天阳,徐洋,范晓星,楚振明受保护的技术使用者：辽宁大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4