【技术实现步骤摘要】
涉及一种用于光催化氧化苯甲醇选择性生成氢气和苯甲醛的氧化钨棒沉积金粒子包覆硫化镉材料，属于纳米材料领域、及光催化。
技术介绍
1、光催化技术具有解决环境与能源危机的潜力，但传统的半导体驱动光催化反应受限于仅能由紫外光激发，使得其未能发挥理想的效果。为应对该问题，一种普遍采纳的策略是将半导体材料与等离子体纳米粒子进行集成，通过利用等离子体纳米颗粒所特有的局域表面等离子体共振(lspr)效应，显著提升光催化活性。热电子注入机制是lspr效应的关键驱动机制，即在lspr激发下可以产生热电子，从而在等离子体纳米颗粒或附近的半导体表面引发反应。金属等离子体纳米颗粒的lspr响应强，但主要在可见光区域，通过表面形貌修饰后也能拓展吸收波长，但过高的表面吸附能会阻碍分子反应。相比之下，非金属等离子体纳米颗粒lspr响应弱上几个数量级，但通过调整掺杂剂和空位浓度，可将lspr响应扩展至可见-近红外(vis-nir)区域，且不会影响分子反应。wo2.72就是一种具有代表性的非金属等离子体材料。它具有lspr响应较弱，但可控调节lspr响应区域的特点。因此，提高wo2.72的lspr响应是该材料体系光催化反应活性的关键。
2、通过将两个独立的等离子体金属纳米颗粒进行结合，以诱导等离子体偶联，是实现增强lspr响应的有效策略。基于此，本专利技术通过光沉积方法选择性地在wo2.72纳米棒尖端沉积金(au)纳米粒子。au粒子的引入可以增强wo2.72棒在vis-nir区域的lspr响应，从而有效地促进长波长光在lspr激发下热电子的产生。在wo
技术实现思路
1、本专利技术采用光沉积法将au纳米粒子沉积在wo2.72棒尖端，先溶剂热法合成wo2.72纳米棒，并加入乙醇和水做分散剂，最后加入金的水溶液光照下沉积。沉积完成后用水浴法再在纳米棒外层包覆cds层，即可得到全光谱响应的复合催化剂。
2、在搅拌条件下，将wcl6(0.12 g)溶解在60 ml的环己醇中，形成透明的黄色溶液。然后将获得的黄色溶液转移到特氟隆内衬的不锈钢高压釜中，并在200℃下加热6h。离心收集蓝色絮凝物沉淀，用无水乙醇和去离子水纯化3次，60℃真空干燥完全，最后得到wo2.72纳米棒。
3、本专利技术涉及的构建wo2.72纳米棒沉积au粒子(wo2.72nr-au)的方法如下：将20 mgwo2.72纳米棒分散在10 ml 去离子水和10 ml乙醇的混合溶液中，然后加入100 μl haucl4水溶液(25 mm)。在黑暗中搅拌该混合物15min。随后，将该分散体在300 w xe灯（全光谱）下照射30 min，以获得wo2.72nr-au。最后，通过离心收集产品，用去离子水和无水乙醇洗涤3次，然后在60℃的真空烘箱中干燥过夜。
4、本专利技术涉及的构建wo2.72nr-au包覆cds层(wo2.72nr-au/cds)的方法如下:将10 mgwo2.72nr-au溶解在装有50 ml去离子水的圆底烧瓶(200ml)中。随后，依次加入1.5 ml 柠檬酸钠水溶液(0.1 m)和2.5 mlcdcl2水溶液 (0.05 m)。搅拌5 min，使其均匀混合。然后依次加入350 µl浓氨水(nh3·h2o, 28%)，0.65 ml 硫脲水溶液(0.2 m)，在60℃下进行磁性搅拌4.5小时，以促进wo2.72nr-au/cds的形成。通过离心收集产品，用去离子水和无水乙醇洗涤3次，然后在60℃的真空烘箱中干燥过夜。
5、采用了三氧化钨作为非金属等离子体半导体，通过调整空位浓度，使得其lspr响应扩展到可见-近红外区域，有效捕获长波长太阳光，提高对太阳光的吸收利用率。
6、通过在wo2.72nr顶端进行au np沉积，两种材料的lspr效应达到了最佳的协同效应。因此，在wo2.72nr-au界面周围产生了一个很强的电磁场，促进了载流子的迁移以及热电子的产生。
7、采用在wo2.72nr-au上再包覆一层薄薄的硫化镉层以形成核壳结构。该核壳结构建立了一个有效的内置电场，可将wo2.72nr上产生的热电子进一步提取到cds层，显著延长热电子的寿命。此外，cds层的引入也导致了wo2.72和cds之间的s型异质结的形成，允许紫外光更有效的带间激发。
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1.一种用于光催化选择性氧化苯甲醇析氢的氧化钨棒沉积金粒子包覆硫化镉的制备方法，其特征在于先溶剂热法制备WO2.72NR作为沉积载体，随后加入HAuCl4·3H2O光照下将金离子还原成金纳米粒子并选择性沉积WO2.72NR尖端，最后再用水浴法包覆沉积金纳米粒子的WO2.72NR，得到WO2.72NR-Au/CdS复合材料；所制备的材料具有宽光谱响应特性，高效的载流子分离效率和热电子利用率，表现出优异的光催化苯甲醇析氢性能；具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氧化钨棒沉积金粒子包覆硫化镉的制备方法，其特征在于：在第一步中的六氯化钨非常容易潮解，需干燥保存，谨防变质。
3.根据权利要求1所述的氧化钨棒沉积金粒子包覆硫化镉的制备方法，其特征在于：在第二步中所加三水合氯金酸量的理论负载金粒子质量比为5%。
4.根据权利要求1所述的氧化钨棒沉积金粒子包覆硫化镉的制备方法，其特征在于：在第三步中硫化镉层形貌容易改变，不同水浴锅设定值与理论值不同，实验时保持同一水浴锅为宜。
5.根据权利要求1所述的氧化钨棒沉积金粒子包覆硫化镉的制备方法，
...【技术特征摘要】
1.一种用于光催化选择性氧化苯甲醇析氢的氧化钨棒沉积金粒子包覆硫化镉的制备方法，其特征在于先溶剂热法制备wo2.72nr作为沉积载体，随后加入haucl4·3h2o光照下将金离子还原成金纳米粒子并选择性沉积wo2.72nr尖端，最后再用水浴法包覆沉积金纳米粒子的wo2.72nr，得到wo2.72nr-au/cds复合材料；所制备的材料具有宽光谱响应特性，高效的载流子分离效率和热电子利用率，表现出优异的光催化苯甲醇析氢性能；具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氧化钨棒沉积金粒子包覆硫化镉的制备方法，其特征在于：在第...
【专利技术属性】
技术研发人员：张金龙，叶子纬，刘威龙，徐泽泓，王灵芝，田宝柱，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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