【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及co2减排与资源化利用，特别是涉及一种银离子交换的光催化剂的制备方法和应用。
技术介绍
1、化石燃料的大量使用不仅会导致能源危机，而且使用过程中产生大量co2致使全球气候变暖，这给人类生活和全球环境造成了很大的危害。到目前为止，通过利用碳捕获和储存可以有效的解决环境中不断增加的co2。然而，相对于高能耗的co2捕获和地质封存，从长远来看，将co2转化为有价值的碳基化合物是更有吸引力、更有价值、更有前景的策略。因此，利用太阳光将co2转化为高附加值碳氢化合物被认为是解决全球能源和环境问题的最理想的方案之一。
2、在模拟太阳光的照射下，利用光催化剂将co2光还原为具有高附加值的碳氢化合物是很有前景的一种策略。这不仅可以减少大气中co2的浓度、缓解能源危机，还可以得到具有更高能量密度和经济价值的c-c偶联产物(如c2h4)。目前，尽管各种催化剂的合成和改性已经取得了很大的进展，但仍然存在催化剂对可见光的利用率低、光生载流子分离效率不足以及产物选择性差等问题，因此开发高效的光催化剂是关键所在。
3、金属硫化物由于具有合适的能带结构、丰富的氧化还原能力、可调谐的电子和光学性质，在co2光还原方面得到更多的关注和应用。然而，由于原始双金属硫化物存在活性位点分散差、易被光腐蚀、催化剂本身的稳定性差以及光生载流子的分离与迁移能力差等缺陷，使得三元双金属硫化物的co2光还原活性低、选择性差等。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种银离子交换的光催化剂的制
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术的技术方案之一：一种银离子交换的光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、将cuins2加入溶剂中溶解后加入银盐，进行银离子交换反应(ag+成功取代cuins2中的金属阳离子)，得到所述银离子交换的光催化剂。
5、进一步地，所述cuins2的制备方法，包括以下步骤：
6、将铟盐和醋酸铜加入溶剂中，搅拌均匀后加入硫代乙酰胺，继续搅拌后进行水热反应，得到所述cuins2(cuins2纳米颗粒)。
7、进一步地，所述铟盐中的铟和醋酸铜中的铜的摩尔比为1:1；
8、所述铟盐包括氯化铟。
9、进一步地，所述水热反应的温度为180℃，时间为24h。
10、进一步地，所述银盐包括agno3；所述银盐中的银占cuins2重量的1～3％。
11、更进一步地，所述银盐中的银占cuins2重量的2％。
12、本专利技术通过改变阳离子交换过程(银离子交换反应)中引入agno3的量，得到不同银引入量的银离子交换的光催化剂(即可见光驱动的银离子交换的复合光催化剂)，且在ag+与cuins2中的金属阳离子成功交换后，并不会破坏三元双金属硫化物本身的结构，同时提升光催化活性及目标产物的选择性。
13、进一步地，所述银离子交换反应在搅拌状态下进行，时间为10h。
14、本专利技术的技术方案之二：一种上述制备方法制备的银离子交换的光催化剂。
15、本专利技术的技术方案之三：一种上述银离子交换的光催化剂在光催化还原co2制备乙烯中的应用。
16、本专利技术的技术方案之四：一种光催化还原co2制备乙烯的方法，包括以下步骤：以co2和水为原料，以负载有上述银离子交换的光催化剂的玻璃纤维膜为光催化介质，在可见光条件下进行反应，得到乙烯。
17、本专利技术的技术方案之五：一种提高光催化还原co2制备乙烯选择性的方法，使用上述银离子交换的光催化剂作为光催化还原co2的催化剂。
18、在进行ag+离子交换反应后，银原子成功取代了cuins2中的部分金属阳离子，制备得到的银离子交换的光催化剂，可以增强co2的吸附与活化能力，提高光生载流子的分离与迁移效率，实现c-c偶联中间体的形成，使得产物发生选择性转变，最终产物以乙烯为主，产物选择性高达81.5％，电子选择性为95％。
19、将银元素引入cuins2中，ag+可充当光催化剂的表面的活性位点，提升催化剂材料的光生电荷捕获能力，加速co2活化和随后的质子耦合电子传递过程，使反应向有利于生成乙烯产物的方向进行。
20、本专利技术公开了以下技术效果：
21、(1)本专利技术通过银离子交换反应在cuins2材料中引入银元素，制备得到了可见光驱动的银离子交换的复合光催化剂(银离子交换的光催化剂)，提升了催化剂的光催化co2还原的活性和乙烯产物的选择性。
22、(2)本专利技术的制备方法在引入ag+构建co2还原所需的反应活性位点的情况下，可以保留原始基底材料cuins2的微观结构，提升催化剂的co2光还原活性和选择性，还原产物实现了从一碳向二碳的转变。同cuins2相比，引入银元素的催化剂的光催化活性提升了21.4倍(按电子转移数计算)，选择性高达95.0％。银的引入提高了cuins2光生电荷的分离与迁移速率，使得更多的光生载流子参与光催化co2还原反应。
23、(3)本专利技术的银离子交换的光催化剂制备所需反应设备简单、反应时间短且操作简单；反应原料易得，原料及反应成本低，利于大规模生产，整个反应过程中，不使用也不产生任何有毒有害物质，符合清洁生产要求；通过两步合成法向cuins2纳米颗粒中引入银元素，使得ag+与cuins2中的金属阳离子发生交换，引入的ag+(银占cuins2重量的2％时)导致cuins2催化剂发生晶格扭曲，有助于提高电子空穴对的分离效率，促进电荷转移提高催化剂的光催化活性。此外，该银离子交换的光催化剂结构稳定，经多次重复实验后仍保持其自身的催化活性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种银离子交换的光催化剂的制备方法，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CuInS2的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述铟盐中的铟和醋酸铜中的铜的摩尔比为1:1；
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为180℃，时间为24h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述银盐包括AgNO3；所述银盐中的银占CuInS2重量的1～3％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述银离子交换反应在搅拌状态下进行，时间为10h。
7.一种权利要求1～6任一项所述的制备方法制备的银离子交换的光催化剂。
8.一种权利要求7所述的银离子交换的光催化剂在光催化还原CO2制备乙烯中的应用。
9.一种光催化还原CO2制备乙烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：以CO2和水为原料，以负载有权利要求7所述的银离子交换的光催化剂的玻璃纤维膜为光催化介质，在可见光条件下进行反应，得到乙
10.一种提高光催化还原CO2制备乙烯选择性的方法，其特征在于，使用权利要求7所述的银离子交换的光催化剂作为光催化还原CO2的催化剂。
...【技术特征摘要】
1.一种银离子交换的光催化剂的制备方法，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cuins2的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述铟盐中的铟和醋酸铜中的铜的摩尔比为1:1；
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为180℃，时间为24h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述银盐包括agno3；所述银盐中的银占cuins2重量的1～3％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述银离...
【专利技术属性】
技术研发人员：许勇，代威力，王萍，张曼，王悦，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。