一种稳定且具有光催化性能的金属卤化物钙钛矿微米晶材料的制备及其应用

本发明属于金属卤化物材料的制备，具体涉及一种稳定且具有光催化性能的金属卤化物钙钛矿微米晶材料的制备及其应用。

背景技术：

1、在过去的几十年里，过度依赖化石燃料导致了严重的能源和环境问题。大气中的二氧化碳浓度超标，导致全球温室效应、冰川消融等。利用光催化材料将co2转化为co、ch4、ch3oh等化学原料或燃料，既解决了能源短缺问题，又解决了环境问题。许多纳米结构材料(如金属氧化物、金属硫化物和金属卤化物钙钛矿)已被开发用于光催化co2还原。近年来,钙钛矿以其低廉的制备工艺和优异的电子、光学性能引起了人们的广泛关注。钙钛矿被认为是作为光催化剂的理想候选材料。但钙钛矿材料的稳定性及其严重的电荷复合有待解决。

2、cs2cucl4是一种高吸收、高效光子发射和高效电荷载流子迁移率的金属卤化物钙钛矿材料。有机配体在金属卤化物钙钛矿合成过程中可以调节最终尺寸和形状。增强配体与钙钛矿表面的配位强度稳定其晶体结构，增强钙钛矿的稳定性，从而保护其光学性能。

3、为了提高用于光催化领域的金属卤化物钙钛矿材料的稳定性，需要研究一种新的制备方法从而来合成含有天然卵磷脂配体的cs2cucl4微米晶，并研究相应的cs2cucl4微米晶在光催化领域的应用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种稳定且具有光催化性能的卵磷脂改性的金属卤化物钙钛矿微米晶材料的制备方法：目的之二在于提供一种稳定且具有光催化性能的卵磷脂改性的金属卤化物钙钛矿微米晶材料；本发明的目的之三在于提供一种稳定且具有光催化性能的卵磷脂改性的金属卤化物钙钛矿微米晶材料在光催化co2领域的应用。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、1.一种稳定且具有光催化性能的金属卤化物钙钛矿微米晶材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

4、(1)将氯化铯(cscl)、氯化铜(cucl2)和天然卵磷脂(soybean lecithin)加入到二甲基亚砜中，搅拌使其混合均匀后溶解形成前驱体溶液；

5、(2)在0.5min内将所述前驱体溶液加入到搅拌下的异丙醇(ipa)中，进行反应得到反应混合物；

6、(3)将所述反应混合物离心去除上清液后得到沉淀，真空干燥得到稳定且具有光催化性能的卵磷脂改性的金属卤化物钙钛矿微米晶材料(卵磷脂改性的cs2cucl4)。

7、优选的，步骤(1)中，所述氯化铯(cscl)、氯化铜(cucl2)、天然卵磷脂(soybeanlecithin)和二甲基亚砜的摩尔体积比为10:5:1:1mmol:mmol:mmol:ml。

8、优选的，步骤(2)中，所述前驱体溶液与异丙醇的体积比为0.5～1.5:10，所述反应时间为1～2min。

9、优选的，步骤(2)中，所述离心时的转速为9000～10000r/min、离心时间为5～10min，所述真空干燥的温度为60～80℃、时间为24～48h。

10、2.根据上述制备方法制备的稳定且具有光催化性能的金属卤化物钙钛矿微米晶材料(卵磷脂改性的cs2cucl4)。

11、3.上述稳定且具有光催化性能的金属卤化物钙钛矿微米晶材料(卵磷脂改性的cs2cucl4)在光催化co2转化方面的应用。

12、本发明的有益效果在于：本发明提供了稳定且具有光催化性能的金属卤化物钙钛矿微米晶材料的制备方法，主要是以cscl、cucl2、天然卵磷脂为原料，通过加入二甲基亚砜和异丙醇(ipa)来制备。本发明制备的稳定且具有光催化性能的卵磷脂改性的金属卤化物钙钛矿微米晶材料(卵磷脂改性的cs2cucl4)是天然卵磷脂在cs2cucl4表面形成表面配体已达到改性的目的，具有高吸收、高效电荷载流子迁移率、光催化性能好的特点，在光催化co2转化方面具有良好的应用前景；且合成方法简单，易操作，对设备要求不高，具有低成本、低能耗的优点，适合扩大化生产。

13、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种稳定且具有光催化性能的金属卤化物钙钛矿微米晶材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氯化铯、氯化铜、天然卵磷脂和二甲基亚砜的摩尔体积比为10:5:1:1mmol:mmol:mmol:ml。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述前驱体溶液与异丙醇的体积比为0.5～1.5:10，所述反应时间为1～2min。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述离心时的转速为9000～10000r/min、离心时间为5～10min，所述真空干燥的温度为60～80℃、时间为24～48h。

5.根据权利要求1～4任一项所述制备方法制备的稳定且具有光催化性能的金属卤化物钙钛矿微米晶材料。

6.权利要求5所述的稳定且具有光催化性能的金属卤化物钙钛矿微米晶材料在光催化co2转化方面的应用。

技术总结
本发明涉及一种稳定且具有光催化性能的金属卤化物钙钛矿微米晶材料的制备及其应用，属于金属卤化物钙钛矿材料的制备技术领域。本发明通过反溶剂法将氯化铯(CsCl)、氯化铜(CuCl<subgt;2</subgt;)、天然卵磷脂溶解在二甲基亚砜(DMSO)中形成均匀的前驱体溶液，在剧烈搅拌下将其快速加入到异丙醇中，并快速完成反应，旋转离心获得卵磷脂改性的金属卤化物钙钛矿微米晶(Cs<subgt;2</subgt;CuCl<subgt;4</subgt;)。本发明制备得到的卵磷脂改性的金属卤化物钙钛矿微米晶材料(Cs<subgt;2</subgt;CuCl<subgt;4</subgt;)具有较好的光催化性能，并且具有良好的稳定性，因此本发明制备的卵磷脂改性的金属卤化物钙钛矿材料(Cs<subgt;2</subgt;CuCl<subgt;4</subgt;)在光催化领域表现出巨大的应用潜力。

技术研发人员：吴道福,唐孝生
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15