技术摘要：
本发明涉及光催化技术领域，尤其涉及一种异质结纳米颗粒及其制备方法和应用。通过超声和等离子共振协同作用，可有效提高光催化效率；同时，还能够拓宽该异质结构纳米颗粒的光谱吸收范围，有效提高太阳光利用率。本发明实施例提供一种异质结纳米颗粒，其特征在于，包括 全部
背景技术：
光催化是在一定波长光照条件下，半导体材料发生光生载流子的分离，然后光生 电子和空穴再与离子或分子结合生成具有氧化性或还原性的活性自由基，这种活性自由基 能驱动氧化还原反应。因此，这种半导体材料可作为光催化剂应用于制取氢能、有机污染物 降解等技术领域。 然而，目前所开发的光催化剂均具有光利用率和电荷分离效率低等缺点，限制了 光催化剂催化活性的提高。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于，提供一种异质结纳米颗粒及其制备方法和应用。通过超 声和等离子共振协同作用，可有效提高光催化效率；同时，还能够拓宽该异质结构纳米颗粒 的光谱吸收范围，有效提高太阳光利用率。 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案： 一方面，本发明实施例提供一种异质结纳米颗粒，包括载体，以及负载于所述载体 表面上的贵金属，所述载体选自具有光催化作用的压电材料，所述载体和所述贵金属形成 异质结。 可选的，所述压电材料选自BiFeO3、Ba0 .5Na0 .5TiO3、KNbO3和AgNbO3中的任意一种； 所述贵金属选自Ag、Au和Pd中的任意一种。 可选的，在所述异质结纳米颗粒中，所述贵金属的质量分数为w，余量为所述压电 材料；其中，0％＜w≤10％。 另一方面，本发明实施例提供一种如上所述的异质结纳米颗粒的制备方法，包括： 将具有光催化作用的压电材料作为载体，通过沉积沉淀法，将贵金属化合物沉积在所述载 体表面上，获得前驱体材料；将所述前驱体材料在空气气氛下煅烧得到所述异质结纳米颗 粒。 可选的，将具有光催化作用的压电材料作为载体，通过沉积沉淀法，将贵金属化合 物沉积在所述载体表面上，获得前驱体材料；包括：将具有光催化作用的压电材料用去离子 水溶解，通过氨水调至水溶液的pH值介于9-13之间，加入所述贵金属化合物的水溶液，在加 热下反应预设时间，获得所述前驱体材料。 可选的，所述反应的温度介于50-110℃之间，所述预设时间为1-2h。 可选的，所述煅烧的温度为300-500℃，所述煅烧的时间为1-2h。 可选的，将具有光催化作用的压电材料作为载体，通过沉积沉淀法，将贵金属化合 物沉积在所述载体表面上，获得所述前驱体材料之前，所述制备方法还包括：通过水热合成 3 CN 111589447 A 说 明 书 2/6 页 法制备所述压电材料。 另一方面，本发明实施例提供一种如上所述的异质结纳米颗粒作为光催化剂在制 取氢能中的应用。 可选的，通过超声和/或光照分解水产氢。 再一方面，本发明实施例提供一种如上所述的异质结纳米颗粒作为光催化剂在有 机物降解中的应用。 可选的，通过超声和/或光照降解有机污染物。 可选的，所述超声的功率为20-100W，频率为20-100kHz。 本发明实施例提供一种异质结纳米颗粒及其制备方法和应用。通过以具有光催化 作用的压电材料作为载体，将贵金属负载于该载体上，该载体和该贵金属形成异质结。一方 面，该异质结纳米颗粒具有该压电材料和贵金属本身的性质，即，第一、在超声作用下，该压 电材料可将机械振动转换成电能，在其内部产生电场，该电场有效地促进了光生载流子的 分离，可有效提高该异质结纳米颗粒的光催化效率；第二、在太阳光照射条件下，该贵金属 还能够吸收太阳光中的近红外光段，从而能够提高该异质结纳米颗粒的光利用效率。另一 方面，通过形成异质结，当入射光以临界角入射到两种不同折射率的介质 (本发明实施例中是指载体和贵金属)界面时，可引起金属自由电子的共振，即等 离子共振现象，由于共振致使电子吸收了光能量，从而使反射光在一定角度内大大减弱，可 有效提高太阳能利用率，进而可进一步提高光催化效率。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。 图1为本发明实施例提供的一种异质结纳米颗粒的制备方法流程示意图； 图2为本发明实施例提供的一种AgNbO3纳米颗粒、Au/AgNbO3异质结纳米颗粒以及 Au纳米颗粒的XRD图； 图3为本发明实施例提供的在光照、超声、以及光照和超声相结合的条件下，采用 Au/AgNbO3异质结纳米颗粒对RhB(罗丹明B(Rhodamine B))进行降解的降解曲线对比图； 图4为本发明实施例提供的在光照、超声、以及光照和超声相结合的条件下，采用 AgNbO3纳米颗粒对RhB进行降解的降解曲线对比图； 图5为本发明实施例提供的在光照、超声、以及光照和超声相结合的条件下，采用 Au/AgNbO3异质结纳米颗粒对水分解产氢的产氢曲线对比图； 图6为本发明实施例提供的在光照、超声、以及光照和超声相结合的条件下，采用 AgNbO3纳米颗粒对水分解产氢的产氢曲线对比图。
