[发明专利]MoSe2

说明书

一种MoSe₂纳米片包覆KNbO₃纳米线异质结构光催化材料的制备方法，属于光催化领域。本发明以铌粉(Nb)、氢氧化钾(KOH)、钼酸钠(Na₂MoO₄·2H₂O)、硒粉(Se)为原料，通过简单的水热法和溶剂热法，制得结晶性良好的KNbO₃/MoSe₂异质结构光催化材料。所述的水热法是用于合成KNbO₃纳米线，所述的溶剂热法是用于合成KNbO₃/MoSe₂异质结构光催化材料。本发明提供的制备方法简单，实验条件易控，首次合成了KNbO₃/MoSe₂异质结构光催化材料。其显著提高的光催化性能归因于异质结构的协同效应和铁电体自发极化产生的內建电场促进电荷分离的作用。

技术领域

本发明涉及一种MoSe₂纳米片包覆KNbO₃纳米线异质结构光催化材料的制备方法，属于光催化材料制备技术领域。

背景技术

近几年来，环境污染问题日益严重，半导体光催化降解有机污染物是解决环境污染问题极具前景的方法。半导体光催化材料能利用太阳光激发产生光生电子和空穴，进一步发生氧化还原反应产生高活性的超氧自由基和羟基自由基，以降解环境中的有机污染物为无害的二氧化碳和水。大量的半导体光催化材料包括金属氧化物、金属硫化物、钙钛矿金属氧化物等已经被广泛地探索。然而，光生电子和空穴的复合极大限制了光催化性能的提高。针对这一问题，需寻求一种能有效促进光生电子和空穴分离的方法。

最近的研究表明铁电材料诱导的內建电场能有效提高光催化性能。铁电材料具有自发极化效应，內建电场的产生能作为一种驱动力促进光生电子和空穴的分离和转移，从而提高光催化性能。各种类型的铁电材料已经被应用在光催化领域。KNbO₃是一种典型的铁电体钙钛矿氧化物，自发极化产生內建电场，且合适的能带位置和卓越的化学稳定性吸引了研究者们的关注。但KNbO₃自身的缺陷也限制了其在太阳能转化方面的应用：禁带宽度(3.2 eV)较大，仅能吸收紫外光，约占太阳光的3％-4％，对太阳光的利用率较低。因此，将KNbO₃与窄带隙半导体复合，能提高光催化材料的光响应范围。MoSe₂具有卓越的可见光响应，共催化剂的作用能促进光生电子和空穴的转移，且纳米片形貌的MoSe₂具有巨大的比表面积，能提供大量的反应活性位点。

本发明利用简单的水热法和溶剂热法将铁电体KNbO₃纳米线和窄带隙的MoSe₂纳米片复合，制备得到KNbO₃/MoSe₂光催化材料，表现出提高的光催化性能，这归因于材料的异质结构效应以及KNbO₃铁电体的自发极化促进光生电子和空穴分离的效果。

迄今为止，KNbO₃/MoSe₂的光催化性能还未被报道。

发明内容

本发明的目的在于制备新型光催化材料，通过促进光催化材料中光生电子和空穴的分离，以及增强材料的光响应范围，而提供了一种MoSe₂纳米片包覆KNbO₃纳米线异质结构光催化材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：