[发明专利]一种N-CDs/FeNbO4

说明书

本发明提供了一种N‑CDs/FeNbOsubgt;4/subgt;复合光催化剂及其制备方法和应用，属于光催化剂技术领域；在本发明中，首先用微波法制备了FeNbOsubgt;4/subgt;纳米颗粒，然后将其与水热法制备的N‑CDs前驱体溶液混合反应得到N‑CDs/FeNbOsubgt;4/subgt;复合光催化剂；所述N‑CDs/FeNbOsubgt;4/subgt;复合光催化剂；所述复合光催化剂能够在室温下光催化COsubgt;2/subgt;还原成CHsubgt;4/subgt;和CO。

技术领域

本发明属于光催化剂技术领域，具体涉及一种N-CDs/FeNbO₄复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前，化石燃料大约占世界能源供应总量的80％。化石燃料的过度消耗不仅会造成严重的能源危机，还会产生许多气体排放物，如CO₂、SO₂、NOx等。CO₂是温室气体的主要成分之一，会导致“温室效应”加剧，进而导致全球气候变暖、危害人体健康。因此，需要有效控制大气环境中的CO₂浓度。CO₂也是一种可利用的碳资源。将过量的CO2转化为碳基化学品不仅可以有效降低大气中的CO₂含量，同时还能够缓解能源危机，实现“碳中和”。

FeNbO₄是一种金属氧化物半导体光催化剂，其价格相对经济、结构和性能较稳定，具有广阔的应用前景。但是，其现有的合成方法有待进一步改进。并且，FeNbO₄光催化还原CO₂的效率受限于严重的光生载流子复合及有限的光吸收性能和反应活性位点，因此需要对铌酸铁进行改性以提高其性能。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种N-CDs/FeNbO₄复合光催化剂及其制备方法和应用。在本发明中，首先用微波法制备了FeNbO₄纳米颗粒，然后将其与水热法制备的N-CDs前驱体溶液混合反应得到N-CDs/FeNbO₄复合光催化剂；所述N-CDs/FeNbO₄复合光催化剂；所述复合光催化剂能够在室温下光催化CO₂还原成CH₄和CO。

本发明中首先提供了一种N-CDs/FeNbO₄复合光催化剂，所述N-CDs/FeNbO₄复合光催化剂中，N-CDs原位生长在FeNbO₄颗粒的表面构成p-n型纳米异质结；所述FeNbO₄为颗粒状，粒径为50～100nm。

本发明中还提供了上述N-CDs/FeNbO₄复合光催化剂的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)FeNbO₄纳米颗粒的制备：

将FeCl₃水溶液滴加到NbCl₅乙醇溶液中，超声分散，然后滴加氨水调节pH值，然后在微波反应器中反应，反应结束后离心、洗涤、干燥，得到FeNbO₄光催化剂前驱体，接着将FeNbO₄光催化剂前驱体煅烧，煅烧后得到FeNbO₄纳米颗粒；

(2)N-CDs/FeNbO₄复合光催化剂的制备：

将柠檬酸和乙二胺溶于去离子水中，然后加入FeNbO₄纳米颗粒，水热反应后过滤、洗涤、干燥，得到所述N-CDs/FeNbO₄复合光催化剂。