[发明专利]甲胺铅碘-还原氧化石墨烯复合光催化材料的制备及其光催化制氢的应用

说明书

本发明公开了甲胺铅碘‑还原氧化石墨烯复合光催化材料的制备及其光催化制氢的应用。本发明首先用液相反应法合成CH₃NH₃PbI₃并配制其饱和溶液，后加入氧化石墨烯GO，通过光致还原和光复合得到甲胺铅碘‑还原氧化石墨烯复合光催化材料。本方法操作简单易行，合成的甲胺铅碘‑还原氧化石墨烯复合光催化材料具有优良的光催化产氢活性和稳定性，在光催化产氢方面有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及新能源领域氢气的制备以及光催化反应技术领域，特别是涉及一种有机/无机钙钛矿材料甲胺铅碘-还原氧化石墨烯(CH₃NH₃PbI₃-rGO)复合光催化材料的制备方法和其光催化制氢的相关应用。

背景技术

当前能源短缺和环境污染问题日益严重，已成为制约我国国民经济可持续发展和社会进步的重要因素。将太阳能转化为电能或化学能，为我们提供了一种理想的能源利用和环境治理的新途径，其中氢能源具有高能量密度、环境友好及可再生等优点，是将来取代化石能源的一种理想的替代品。近些年钙钛矿材料作为一种新型光吸收材料，在光伏器件太阳能电池方面的发展突飞猛进，成果显著。

原始钙钛矿指CaTiO₃，化学式为CaTiO₃、属立方晶系的氧化物，后来把类似与钙钛矿晶体结构的物质统称为钙钛矿，大部分钙钛矿是ABX₃型立方空间群组成(维科夫位置1a)呈立方体晶形。有机/无机杂化晶体是指由有机分子和无机分子组元在分子水平上组装形成的结构独特的材料，有机和无机组元的选择范围较大，组元变化会对杂合物的结构产生影响，结构变化必然会影响分子内部结合状态、能带结构等的变化，从而对材料的热稳定性、光学性能及电学性能等产生影响；有机金属卤化物钙钛矿作为敏化剂近年来被用于研究敏化太阳能电池，得到飞速发展，虽然有机无机杂化钙钛矿的晶体结构和原始钙钛矿的结构类似，但取代其晶胞位置的不是一个原子，而是一个有机的原子团，原子团中含有C-H和N-H键，这些键不够稳定，导致其空间结构也容易倾斜发生改变。