一种引入二茂铁甲醇配体的钙钛矿量子点光催化剂、制备方法及其在光催化还原二氧化碳的应用

技术领域

本发明涉及光催化还原二氧化碳技术领域，具体涉及一种引入二茂铁甲醇配体的CsPbBr

背景技术

随着全球温室气体排放的不断增加，气候变化问题日益突出。因此，开发环境友好的方法来减少温室气体二氧化碳的排放以及将其转化为有用的化学品和燃料已经成为当今科学和工程领域的热门研究方向之一。

光催化技术是一种有潜力的方法，可以实现二氧化碳的高效转化。这种技术利用太阳能或其他可见光源来激发催化剂，将二氧化碳还原为有机化合物，如甲烷或乙烯，从而实现了二氧化碳的减排和资源的有效利用。然而，要实现高效的光催化二氧化碳还原，需要寻找高效的催化剂。

钙钛矿量子点作为一种新兴的纳米材料，具有许多优越的性质，如高稳定性、可调性能和光电活性。其中全无机CsPbBr

因此，有必要开发一种新的方法，通过引入二茂铁甲醇配体，改进钙钛矿量子点的催化性能，以提高光催化二氧化碳还原的效率。本发明提供了一种解决这一问题的新途径，该方法可以在光催化二氧化碳还原中实现更高的产率，从而为环境保护和可持续能源生产提供了有力的支持。

发明内容

本发明旨在解决传统CsPbBr

为了实现以上技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种引入二茂铁甲醇配体的钙钛矿量子点光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1.将含Cs的可溶性盐，含Pb的可溶性盐分别溶于有机溶剂中，在氩气气氛下，加热，使得所有盐充分完全溶解；

S2.将含Cs前驱液加入含Pb前驱液加热混合反应，通过冰浴快速冷却至室温，反应终止；

S3.将反应完成后的溶液，离心，使其沉淀，并分散于配体交换剂/溶剂甲苯中得到CsPbBr

S4.将二茂铁甲醇加入甲苯超声溶解得到二茂铁甲醇原液；

S5.将CsPbBr

S6.将配体交换后的溶液，离心，沉淀，干燥，即可得引入二茂铁甲醇配体的CsPbBr

进一步地，步骤S1中所述含Cs的可溶性盐为碳酸铯、溴化铯、醋酸铯中的一种。

进一步地，步骤S1中所述含Pb的可溶性盐为碳酸铅、溴化铅、醋酸铅中的一种。

进一步地，步骤S1中所述含Cs可溶性盐溶于的有机溶剂为十八烯、油酸的混合物，十八烯、油酸的比例为8:1。

进一步地，步骤S1中所述含Pb可溶性盐溶于的有机溶剂为十八烯、油胺、油酸混合物，十八烯、油胺、油酸的比例为10:1:1。

进一步地，步骤S1中在氩气气氛下，加热至150℃，保温1h，使得所有盐充分完全溶解。

进一步地，步骤S2中所述混合的含Cs前驱液和含Pb前驱液摩尔比为1:7。

进一步地，步骤S6中将配体交换后的溶液，经离心后获得的沉淀放入真空烘箱中80℃干燥12h后，即可得原位生成引入二茂铁甲醇配体的CsPbBr

本发明还提供一种引入二茂铁甲醇配体的钙钛矿量子点光催化剂的应用，应用于光催化还原二氧化碳还原中。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明为了解决CsPbBr

(2)本发明引入了二茂铁甲醇配体，增强了光催化剂的稳定性，提高了电子-空穴的转移性能和效率，能够有效解决传统光催化还原二氧化碳材料稳定性差、活性低、量子效率低等缺点。

(3)本发明反应条件温和，操作简单易行，且能有效提升催化活性，有利于其在光催化还原二氧化碳反应过程中的应用。

附图说明

图1是本发明实施例1合成的纯相CsPbBr

图2是本发明实施例1合成的纯相CsPbBr

图3是本发明实施例2在引入二茂铁甲醇配体后，搅拌反应1h所得的CsPbBr

图4是本发明实施例1合成的纯相CsPbBr

图5是本发明实施例1合成的纯相CsPbBr

图6是本发明实施例1合成的纯CsPbBr

具体实施方式

下面结合本发明实施例，进行具体说明。

实施例1

一种纯CsPbBr

S1.将1ml十八烯和27mg溴化铅置于三颈烧瓶中，在120℃时加入0.2ml油酸保温1h，使得碳酸铯完全溶解，生成含油酸表面配体和碳酸铯前驱液；

S2.将207mg溴化铅溶于15ml十八烯中，在120℃下保温1小时，加入1.5ml油胺和1.5ml油酸，升温至150℃，直至固体完全溶解，生成含油胺表面配体和溴化铅前驱液；

S3.将S1所得前驱液迅速注射入S2其中，反应5秒钟，通过冰浴迅速降至室温，终止反应；

S4.将反应完成后的溶液，装到离心管中，在离心机中10000rmp/min离心8min，使其沉淀，将沉淀放入80℃在通风橱中持续抽真空的真空烘箱中烘干12h，即成功合成了纯CsPbBr

实施例2

一种引入二茂铁甲醇配体的CsPbBr

S1.将1ml十八烯和27mg溴化铅置于三颈烧瓶中，在120℃时加入0.2ml油酸保温1h，使得碳酸铯完全溶解，生成含油酸表面配体和碳酸铯前驱液；

S2.将207mg溴化铅溶于15ml十八烯中，在120℃下保温1小时，加入1.5ml油胺和1.5ml油酸，升温至150℃，直至固体完全溶解，生成含油胺表面配体和溴化铅前驱液；

S3.将S1所得前驱液迅速注射入S2其中，反应5秒钟，通过冰浴迅速降至室温，终止反应；

S4.将反应完成后的溶液，装到离心管中，在离心机中10000rmp/min离心5min，使其沉淀，将沉淀分散于5ml配体交换剂/溶剂甲苯中超声得到CsPbBr

S5.将4.3mg二茂铁甲醇加入1ml甲苯中超声溶解得到二茂铁甲醇原液；

S6.将S4加入S5，搅拌反应1h；

S7.将配体交换后的溶液，装到离心管中，在离心机中10000rmp/min离心10min，使其沉淀，将沉淀放入80℃在通风橱中持续抽真空的真空烘箱中烘干12h，即成功合成了引入二茂铁甲醇配体的CsPbBr

通过本实验实施例1和2所制备的纯CsPbBr

如图1所示，对纯CsPbBr

如图2和图3所示，分别为纯CsPbBr

如图4所示，对纯CsPbBr

如图5所示，对纯CsPbBr

通过光催化还原二氧化碳生成产物的量来对本发明实施例制备的纯CsPbBr

将10mg实施例制备的纯CsPbBr

在Labsolar-6A密闭循环系统的反应器中进行光催化还原二氧化碳，采用循环冷却系统将反应器温度保持在20℃，将反应系统抽真空并通过气瓶吹扫纯净的二氧化碳，重复抽真空，吹扫纯净的二氧化碳三次，最终在反应器中保持约1个大气压压力的二氧化碳。以300w的氙灯为光源，使用GC2002气相色谱仪对光催化还原二氧化碳产物进行定量分析。

本发明实施例制备的纯CsPbBr

本发明通过在CsPbBr

需要说明的是，本发明实施例提供的制备CsPbBr