【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料及能源环境科学与工程，尤其涉及一种非贵金属等离子体核壳异质结材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、光催化技术能够将太阳能直接转化为可用或可储存的化学能源，被认为是帮助解决能源危机和环境污染的理想替代能源生产技术。近年来，光催化作为模拟自然光合作用的经典例子，已被广泛用于全解水、co2还原、固氮、有机转化和污染物降解等领域。光催化技术的原理是基于半导体受光激发产生电子-空穴对的过程，主要经历以下三个步骤：(1)光吸收并激发产生电子空穴对；(2)光生电子-空穴对的分离与迁移；(3)光生电子和空穴的俘获和转化。通常情况下，电子-空穴对产生的时间尺度在飞秒量级，而其从材料内部迁移到材料表面则需要几百个皮秒的时间，最后电子-空穴对与吸附到材料表面的物质发生氧化还原反应时间从几百纳秒到几个微秒不等。然而电子-空穴对的复合仅需几个皮秒，这远远低于电子-空穴对的迁移和反应所需的时间。因此如何提高光生载流子的时空分离和提取效率被认为是提升光催化活性的关键所在。
2、值得一提的是催化剂中异质界面的构建可以有效促进光生电子和空穴的空间分离，并使活性位点具有高电荷密度。同时，多相界面为催化剂提供了多个活性位点，有利于实现复杂反应的一锅合成。特别是，s方案异质结构可以在光催化剂组分之间产生内部电场促进更有效的空间电荷转移和更强的氧化还原能力。但是，传统半导体材料低下的太阳能利用率导致其低效率的光激发电子-空穴生成过程。对此，等离子体诱导的光催化技术有望改善上述问题。等离子体纳米结构利用局域表面等离子体共振(lspr)效
3、目前能够有效应用到光催化中的等离子体材料仍然集中在贵金属(如au、ag、pt和pd)上，这不可避免地会受到其稀缺性和高成本的影响，并严重阻碍了它们在大规模实际生产中的应。令人欣慰的是，研究者在许多重掺杂的半导体纳米结构(如cu2-xs、cu2-xse、sn-in2o3、wo3-x和moo3-x)中也观察到了局域表面等离子体共振(lspr)现象。与广泛研究的贵金属不同，重掺杂半导体中的lspr源于与离子掺杂或晶格空位相关的过量自由载流子的集体振荡，从而导致宽而易调控的全光谱吸收。因此，利用具有lspr活性的廉价半导体替代贵金属与其他半导体复合可以有效分离光激发电子和空穴，实现光氧化与光还原反应的空间解耦，这将为同时实现光催化产氢与苄胺c-n偶联创造诱人的条件。然而，更高效的热电子直接转移机制要求半导体和等离子体材料界面紧密接触且存在强的相互作用，这也成为等离子体半导体异质结设计和制备的一个挑战。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种能实现亚百飞秒级热电子直接转移的非贵金属等离子体核壳异质结材料及其制备方法与应用。
2、本专利技术提供了一种非贵金属等离子体核壳异质结材料的制备方法，包括以下步骤：
3、s)将moo3纳米带、醇类还原剂、锌源、铟源与硫源混合后，在低温下超声处理，然后加热进行溶剂热反应，得到非贵金属等离子体核壳异质结材料。
4、优选的，所述moo3纳米带按照以下方法制备：
5、将钼酸铵与水混合后，加入硝酸，加热进行水热反应，得到moo3纳米带。
6、优选的，所述醇类还原剂选自乙二醇；
7、所述锌源选自氯化锌和/或硝酸锌；
8、所述铟源选自氯化铟和/或硝酸铟；
9、所述硫源选自硫代乙酰胺。
10、优选的，所述moo3纳米带与锌源的比例为(0.01～100)mg：1mmol；
11、所述锌源、铟源与硫源的摩尔比为1：(1.8～2.2)：(3.8～4.2)。
12、优选的，所述步骤s)具体为：
13、将moo3纳米带在醇类还原剂中分散并进行第一次超声处理，加入锌源与铟源，然后加入硫源，在低温下超声处理，再加热进行溶剂热反应，得到非贵金属等离子体核壳异质结材料。
14、优选的，所述第一次超声处理的功率为300～500w；所述第一次超声处理的时间为10～50min；
15、所述低温下超声处理的功率为200～300w；低温下超声处理的时间为30～60min。
16、优选的，所述低温的温度为0℃～5℃；
17、所述溶剂热反应的温度为100℃～150℃；所述溶剂热反应的时间为4～10h。
18、本专利技术还提供了一种上述制备方法制备的非贵金属等离子体核壳异质结材料，所述非贵金属等离子体核壳异质结材料包括内核和壳层；所述内核为具有氧空位的moo3-x纳米带；所述内核外原位生长有znin2s4纳米片壳层。
19、本专利技术还提供了一种上述制备方法制备的非贵金属等离子体核壳异质结材料或上述的非贵金属等离子体核壳异质结材料在作为光催化胺类c-n偶联同时制氢反应的催化剂中的应用。
20、优选的，所述光催化胺类c-n偶联同时制氢反应在常温常压与可见-近红外光照射下的条件下进行。
21、本专利技术提供了一种非贵金属等离子体核壳异质结材料的制备方法，包括以下步骤：s)将moo3纳米带、醇类还原剂、锌源、铟源与硫源混合后，在低温下超声处理，然后加热进行溶剂热反应，得到非贵金属等离子体核壳异质结材料。与现有技术相比，本专利技术以具有一维带状结构的moo3纳米带为基体，利用醇类还原剂、通过溶剂热处理来制备缺陷三氧化钼(moo3-x)纳米带，同时在其上原位生长znin2s4纳米片，所制备的异质结光催化剂具有明显的核壳结构，且核为具有局域表面等离子体共振效应的的moo3-x纳米带，核壳异质结中形成的界面强mo-s键可被作为电荷超快传输的通道以帮助实现亚百飞秒级的热电子直接转移，从而加速光激发载流子的时空分离并最终表现出优异的光催化产氢协同苄胺c-n耦合反应活性。
22、实验结果表明，以可见-近红外光为辐照源，本专利技术制备的非贵金属等离子体核壳异质结材料moo3-x@znin2s4实现了高效的光催化产氢耦合苄胺c-n偶联，h2和苄胺c-n偶联产物的生成速率分别高达52.3543mmolg-1h-1和21.984本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非贵金属等离子体核壳异质结材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述MoO3纳米带按照以下方法制备：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醇类还原剂选自乙二醇；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述MoO3纳米带与锌源的比例为(0.01～100)mg：1mmol；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S)具体为：
6.根据权利要求书5所述的制备方法，其特征在于，所述第一次超声处理的功率为300～500W；所述第一次超声处理的时间为10～50min；
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述低温的温度为0℃～5℃；
8.权利要求1～7任意一项制备方法制备的非贵金属等离子体核壳异质结材料，其特征在于，所述非贵金属等离子体核壳异质结材料包括内核和壳层；所述内核为具有氧空位的MoO3-x纳米带；所述内核外原位生长有ZnIn2S4纳米片壳层。
9.权利要求1～7任意一项制备方法制备
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述光催化胺类C-N偶联同时制氢反应在常温常压与可见-近红外光照射下的条件下进行。
...【技术特征摘要】
1.一种非贵金属等离子体核壳异质结材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述moo3纳米带按照以下方法制备：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醇类还原剂选自乙二醇；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述moo3纳米带与锌源的比例为(0.01～100)mg：1mmol；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s)具体为：
6.根据权利要求书5所述的制备方法，其特征在于，所述第一次超声处理的功率为300～500w；所述第一次超声处理的时间为10～50min；
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