S型异质结的Bismuthene/CsPbBr3量子点复合材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于纳米材料制备与催化化学技术领域，具体涉及一种S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

背景技术

化石能源的过度消耗和CO

CsPbBr

发明内容

本发明的目的之一是提供一种S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

本发明的目的之二是提供一种S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

本发明目的之三是提供一种S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

为实现上述发明目的之一，采用的技术方案是：

一种S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

A1.将铋烯溶于十八烯中，在室温下充分混合均匀形成2-8mg/mL的铋烯分散液；

A2.将PbBr

A3.将步骤A1得到的铋烯分散液加入步骤A2得到的前驱体溶液中，升温后加入乙酸铯，保温至反应完全，然后冷却后，Cs与Bi之间发生相互化学作用，得到以Cs-Bi键化学键连接的Bismuthene/CsPbBr

A4.将步骤A3得到的Bismuthene/CsPbBr

其中步骤A1和步骤A2不分先后。

上述技术方案中，步骤A1中铋烯的制备方法包括以下步骤：

B1.将聚偏氟乙烯溶于N-N二甲基吡咯烷酮溶剂中，超声处理，形成均匀的分散液；

B2.将金属铋粉与步骤B1得到的分散液混合，球磨后得到混合液；

B3.将步骤B2得到的混合液采用差速离心处理，得到铋烯。

进一步地，步骤B1中，聚偏氟乙烯的质量分数为5-20％；步骤B2中金属铋粉和步骤B1得到的分散液的质量比为1：5-50，倒入球磨罐中进行球磨工艺处理，球磨后获得的二维铋烯材料的尺寸在100nm至5μm之间；步骤B3中首先采用转速为500-5000rpm，时间为 15-30min的离心处理，然后采用转速为8000-10000rpm，时间为5-10min的离心处理，以 N-N二甲基吡咯烷酮为溶剂反复洗涤。

上述技术方案中，步骤A1中的铋烯分散液的浓度为2-8mg/mL。

上述技术方案中，步骤A2中惰性气体为氩气，升温至温度为110-130℃，PbBr

上述技术方案中，步骤A3中升温至温度为160-175℃，加入的乙酸铯与PbBr

上述技术方案中，步骤A4中采用的离心、洗涤的溶剂为正己烷和叔丁醇，离心转速为 7500-10000rpm，洗涤2-3次，每次洗涤时间为3-8min。

本发明的S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

为实现上述发明目的之二，采用的技术方案是：

一种S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

上述技术方案中，Bismuthene/CsPbBr

本发明的S型异质结结构的Bismuthene/CsPbBr

S型异质结能够有效抑制光生电子和空穴的复合，提高对光生电子的利用率，有利于光催化CO

为实现上述发明目的之三，采用的技术方案是：

一种S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

本发明的有益效果是：

1.本发明的S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

2.本发明的S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

3.本发明的S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

附图说明

图1为实施例一制备得到的Bismuthene/CsPbBr

图2为对比例一、对比例二和实施例二制备得到的铋烯、CsPbBr

图3为实施例二制备得到的Bismuthene/CsPbBr

图4为实施例三制备得到的Bismuthene/CsPbBr

图5为Bismuthene/CsPbBr

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例一采用的S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

A1.将铋烯溶于十八烯中，在室温下超声30min，充分混合均匀形成2mg/mL的铋烯分散液；

A2.将4mmol PbBr

A3.将6mL步骤A1得到的铋烯分散液倒入步骤A2得到的前驱体溶液中，升温至160℃后快速加入1mL浓度为0.4mol/L的乙酸铯反应4s后，冷却至20℃，Cs与Bi之间发生相互化学作用，得到以Cs-Bi键化学键连接的Bismuthene/CsPbBr

A4.将步骤A3得到的Bismuthene/CsPbBr

其中步骤A1和步骤A2不分先后。

步骤A1中铋烯的制备方法包括以下步骤：

B1.将5g聚偏氟乙烯(PVDF)溶于95g N-N二甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中，超声处理，形成均匀的分散液；

B2.将10g金属铋粉与50g步骤B1得到的分散液混合，倒入球磨罐中，球磨处理，得到尺寸约为100nm的铋烯混合液；

B3.将步骤B2得到的混合液首先采用转速为500rpm，时间为30min的低速离心处理，获得低纯度的铋烯，然后采用转速为8000rpm，时间为10min的高速离心处理，以N-N二甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂反复洗涤2-3次，除去与铋烯混合的PVDF，得到铋烯。

实施例二

本实施例二采用的S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

A1.将铋烯溶于十八烯中，在室温下超声30min，充分混合均匀形成4mg/mL的铋烯分散液；

A2.将4mmol PbBr

A3.将6mL步骤A1得到的铋烯分散液倒入步骤A2得到的前驱体溶液中，升温至165℃后快速加入1mL浓度为0.4mol/L的乙酸铯反应6s后，冷却至30℃，Cs与Bi之间发生相互化学作用，得到以Cs-Bi键化学键连接的Bismuthene/CsPbBr

A4.将步骤A3得到的Bismuthene/CsPbBr

其中步骤A1和步骤A2不分先后。

步骤A1中铋烯的制备方法包括以下步骤：

B1.将10g聚偏氟乙烯(PVDF)溶于90g N-N二甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中，超声处理，形成均匀的分散液；

B2.将6g金属铋粉与50g步骤B1得到的分散液混合，倒入球磨罐中，球磨处理，得到尺寸约为1μm的铋烯混合液；

B3.将步骤B2得到的混合液首先采用转速为2500rpm，时间为25min的低速离心处理，获得低纯度的铋烯，然后采用转速为9000rpm，时间为7min的高速离心处理，以N-N二甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂反复洗涤2-3次，除去与铋烯混合的PVDF，得到铋烯。

实施例三

本实施例三采用的S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

A1.将铋烯溶于十八烯中，在室温下超声30min，充分混合均匀形成6mg/mL的铋烯分散液；

A2.将3mmol PbBr

A3.将5mL步骤A1得到的铋烯分散液倒入步骤A2得到的前驱体溶液中，升温至170℃后快速加入2mL浓度为0.4mol/L的乙酸铯反应8s后，冷却至35℃，Cs与Bi之间发生相互化学作用，得到以Cs-Bi键化学键连接的Bismuthene/CsPbBr

A4.将步骤A3得到的Bismuthene/CsPbBr

其中步骤A1和步骤A2不分先后。

步骤A1中铋烯的制备方法包括以下步骤：

B1.将15g聚偏氟乙烯(PVDF)溶于85g N-N二甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中，超声处理，形成均匀的分散液；

B2.将3g金属铋粉与50g步骤B1得到的分散液混合，倒入球磨罐中，球磨处理，得到尺寸约为3μm的铋烯混合液；

B3.将步骤B2得到的混合液首先采用转速为4000rpm，时间为20min的低速离心处理，获得低纯度的铋烯，然后采用转速为9500rpm，时间为7min的高速离心处理，以N-N二甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂反复洗涤2-3次，除去与铋烯混合的PVDF，得到铋烯。

实施例四

本实施例三采用的S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

A1.将铋烯溶于十八烯中，在室温下超声30min，充分混合均匀形成8mg/mL的铋烯分散液；

A2.将2mmol PbBr

A3.将4mL步骤A1得到的铋烯分散液倒入步骤A2得到的前驱体溶液中，升温至175℃后快速加入3mL浓度为0.4mol/L的乙酸铯反应8s后，冷却至40℃，Cs与Bi之间发生相互化学作用，得到以Cs-Bi键化学键连接的Bismuthene/CsPbBr

A4.将步骤A3得到的Bismuthene/CsPbBr

步骤A1中铋烯的制备方法包括以下步骤：

B1.将20g聚偏氟乙烯(PVDF)溶于80g N-N二甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中，超声处理，形成均匀的分散液；

B2.将1g金属铋粉与50g步骤B1得到的分散液混合，倒入球磨罐中，球磨处理，得到尺寸约为5μm的铋烯混合液；

B3.将步骤B2得到的混合液首先采用转速为5000rpm，时间为15min的低速离心处理，获得低纯度的铋烯，然后采用转速为10000rpm，时间为5min的高速离心处理，以N-N二甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂反复洗涤2-3次，除去与铋烯混合的PVDF，得到铋烯。

对比例一

对比例一制备的铋烯所采用的制备方法包括以下步骤：

B1.将10g聚偏氟乙烯(PVDF)溶于90g N-N二甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中，超声处理，形成均匀的分散液；

B2.将2g金属铋粉与50g步骤B1得到的分散液混合，倒入球磨罐中，球磨处理，得到尺寸约为500nm的铋烯混合液；

B3.将步骤B2得到的混合液首先采用转速为3000rpm，时间为15min的低速离心处理，获得低纯度的铋烯，然后采用转速为8000rpm，时间为8min的高速离心处理，以N-N二甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂反复洗涤2-3次，除去与铋烯混合的PVDF，得到铋烯。

对比例二

对比例二制备的CsPbBr

C1.将2mmol PbBr

C2.升温至165℃后快速加入2mL浓度为0.4mol/L的乙酸铯反应5s后，冷却至30℃。

C3.将步骤A2得到的产物分别用正己烷和叔丁醇离心清洗清洗3次，正己烷离心清洗的转速为8000rpm，每次洗涤时间为3min；叔丁醇离心清洗的转速为10000rpm，每次洗涤时间为6mim，得到CsPbBr

图1为实施例一制备得到的Bismuthene/CsPbBr

图2为对比例一、对比例二和实施例二得到的铋烯、CsPbBr

图3为实施例二制备得到的Bismuthene/CsPbBr

由图3不同材料的光催化性能比较可知，CsPbBr

图4为实施例三制备得到的Bismuthene/CsPbBr

图5为S型异质结的Bismuthene/CsPbBr

上述结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。