科创中国
氮氧化物纳米片及其制备方法和光催化剂、光催化抗菌剂
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-11-10 16:31:42
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-11-15 09:44:16
本申请涉及光催化材料技术领域，提供了一种氮氧化物纳米片及其制备方法和光催化剂、光催化抗菌剂，其中，所述层状氧化物含挥发金属元素；沿所述层状氧化物的[001]晶相方向，将所述层状氧化物进行剥离处理，获得氧化物纳米片；将所述氧化物纳米片进行氮化处理，获得氮氧化物纳米片。通过对层状氧化物进行剥离处理所得到的超薄的片状形貌便于光生电荷快速移动到表面，显著提高了电荷分离效率，进而有效改善氮氧化物纳米片光催化水分解活性；此外，氧化物纳米片中所含的挥发金属元素在氮化处理过程中从氧化物纳米片表面挥发，其余元素在氨气氛围下定向转化为氮氧化物纳米片，在保留原始的片状形貌的同时解决了传统氮氧化物晶面只暴露低活性晶面的问题。
1.一种氮氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
制备层状氧化物，其中，所述层状氧化物含挥发金属元素；
沿所述层状氧化物的[001]晶相方向，将所述层状氧化物进行剥离处理，获得氧化物纳米片；
将所述氧化物纳米片进行氮化处理，获得氮氧化物纳米片。
2.如权利要求1所述的氮氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述制备层状氧化物的方法包括如下步骤：
在氧存在的环境中，将氧化物的各源化合物与助熔剂进行混合处理后进行熔融处理，冷却后进行纯化处理，得到所述层状氧化物；
其中，所述助熔剂包括氯化钠、氯化钾、氯化锂、氯化铯、氯化镁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铯、氢氧化镁以及Na2CO3中的至少一种。
3.如权利要求1所述的氮氧化物纳米片的制备方法，其特征在于，所述沿所述层状氧化物的[001]晶相方向，将所述层状氧化物进行剥离处理，获得氧化物纳米片的方法包括如下步骤：
光催化剂： 氮氧化物纳米片因其高比表面积和光电性能，可用作光催化剂，用于太阳能光催化水分解产氢、光催化降解有机污染物等。
光催化抗菌剂： 具有光催化性能的氮氧化物纳米片可以用于制备光催化抗菌剂。在光照条件下，这些纳米片可以产生活性氧物种，对细菌等微生物具有抗菌效果。
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毒性和生物相容性： 在应用于生物医学领域时，需要考虑氮氧化物纳米片的毒性和生物相容性，确保其对人体和环境的安全性。
制备工艺的优化： 制备氮氧化物纳米片的工艺条件需要仔细优化，以确保其结构和性能的良好控制。
稳定性： 在实际应用中，需要考虑氮氧化物纳米片的稳定性，尤其是在长时间和复杂环境条件下的稳定性。
技术转让
具有光催化性能的氮氧化物纳米片可以用于制备光催化抗菌剂。在光照条件下，这些纳米片可以产生活性氧物种，对细菌等微生物具有抗菌效果。
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