一种MoO3@Pt@Fe2O3三元纳米复合材料及其制备方法、应用

本发明属于光催化，具体涉及一种moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料及其制备方法、应用。

背景技术：

1、在光催化领域，半导体光催化技术因其绿色、高效等优势被用于处理废水中的有机染料。在现有的半导体光催化剂中，moo3备受关注。另外，fe2o3禁带宽度约为2.2ev，能够吸收大部分可见光(吸收边缘～600nm)，比其他传统光催化材料(如tio2,zno等)具有明显的优势，且该材料在水中具有良好的化学稳定性、低成本和无毒等特点，是光催化水处理和水裂解的理想材料。

2、此外，贵金属材料具有优异的催化性能，可以提高光催化活性，但是贵金属的流失和颗粒长大是影响其活性低的主要原因。

技术实现思路

1、本发明提供一种moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料，该材料具有良好的光催化活性和稳定性，同时能抑制贵金属的晶粒长大和流失。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明提供了一种moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料，以moo3纳米棒为核心，表面担载pt纳米颗粒，最外层为fe2o3纳米覆盖层。

4、本发明所述pt纳米颗粒的尺寸为3-10nm，所述fe2o3纳米覆盖层的厚度为5-10nm，所述moo3纳米棒的直径为100-150nm。

5、本发明所述moo3纳米棒的晶格条纹d＝0.38nm为moo3的(100)晶面，所述fe2o3纳米覆盖层的晶格条纹d＝0.29nm为fe2o3的(110)晶面。

6、本发明所述的moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料，是通过以下步骤制备得到的：

7、在moo3纳米棒上担载pt纳米颗粒，得到pt@moo3，然后在油浴条件下，将fe(oh)3胶体溶液滴入到pt@moo3分散液中，经老化、煅烧，得到moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料。

8、本发明所述油浴，温度为60-80℃；所述老化，时间为1-3h；所述煅烧为在300-400℃下煅烧3-5h。

9、本发明所述pt纳米颗粒的担载量为moo3添加量的0.25％-0.75％，所述fe(oh)3与moo3纳米棒的摩尔比为0.2-0.4:1。

10、本发明所述fe(oh)3胶体溶液，为将硫酸铁铵加入到热水中，经过滤得到。

11、本发明所述pt@moo3具体为将moo3纳米棒等体积浸渍在h2ptcl6·6h2o的溶液中2-5h所得。

12、本发明还提供了moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料在降解有机污染物中的应用。

13、本发明所述的应用为moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料提高在可见光区对次甲基蓝的降解率中的应用。

14、有益效果

15、相比于常规技术，采用分步法在moo3@fe2o3双相夹层中成功担载了pt纳米颗粒，并能有效抑制pt晶粒的长大及浸出；

16、moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料，位于夹层位置的pt纳米颗粒提高了moo3@fe2o3的性能，在可见光区对次甲基蓝的降解表现出良好的光催化活性和稳定性。

技术特征：

1.一种moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料，其特征在于，以moo3纳米棒为核心，moo3纳米棒表面担载pt纳米颗粒，pt纳米颗粒外包覆fe2o3纳米覆盖层。

2.根据权利要求1所述的moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料，其特征在于，所述pt纳米颗粒的尺寸为3-10nm，所述fe2o3纳米覆盖层的厚度为5-10nm，所述moo3纳米棒的直径为100-150nm。

3.根据权利要求2所述的moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料，其特征在于，所述moo3纳米棒的晶格条纹d＝0.38nm为moo3的(100)晶面，所述fe2o3纳米覆盖层的晶格条纹d＝0.29nm为fe2o3的(110)晶面。

4.根据权利要求1所述的moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料，其特征在于，是通过以下步骤制备得到的：

5.根据权利要求4所述的moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料，其特征在于，所述油浴，温度为60-80℃；所述老化，时间为1-3h；所述煅烧为在300-400℃下煅烧3-5h。

6.根据权利要求4所述的moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料，其特征在于，所述pt纳米颗粒的担载量为moo3添加量的0.25％-0.75％，所述fe(oh)3与moo3纳米棒的摩尔比为0.2-0.4:1。

7.根据权利要求4所述的moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料，其特征在于，所述fe(oh)3胶体溶液，为将硫酸铁铵加入到热水中，经过滤得到。

8.根据权利要求4所述的moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料，其特征在于，所述pt@moo3具体为将moo3纳米棒等体积浸渍在h2ptcl6·6h2o的溶液中2-5h所得。

9.一种如权利要求1所述的moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料在降解有机污染物中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，moo3@pt@fe2o3三元纳米复合材料在提高可见光区对次甲基蓝的降解率中的应用。

技术总结
本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种MoO<subgt;3</subgt;@Pt@Fe<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;三元纳米复合材料及其制备方法、应用。利用分步法成功合成了MoO<subgt;3</subgt;@Pt@Fe<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;三元纳米复合材料，该材料结构是以MoO<subgt;3</subgt;纳米棒为核心，MoO<subgt;3</subgt;纳米棒表面担载Pt纳米颗粒，Pt纳米颗粒外包覆Fe<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;纳米覆盖层，形成了非常规整的“三明治”结构。该三元催化剂具有良好的光催化活性和稳定性，且Pt处于MoO<subgt;3</subgt;与Fe<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;之间能有效抑制Pt晶粒的长大及浸出。

技术研发人员：马令娟,尹娟娟,刘龙港,孙荥
受保护的技术使用者：曲阜师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16