[發(fā)明專利]一種硫化鎘/鈷-磷酸鹽復(fù)合光催化材料及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201610045137.8 | 申請(qǐng)日： | 2016-01-23 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN105709787B | 公開（公告）日： | 2019-03-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 余家國;張軍;狄廷敏 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 武漢理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J27/185 | 分類號(hào)： | B01J27/185;C01B3/04 |
| 代理公司： | 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102 | 代理人： | 喬宇 |
| 地址： | 430070 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 硫化 磷酸鹽 復(fù)合 光催化 材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種硫化鎘/鈷?磷酸鹽復(fù)合光催化材料及其制備方法。一種硫化鎘/鈷?磷酸鹽復(fù)合光催化材料，它由硫化鎘納米棒和沉積在其表面的鈷?磷酸鹽無定形顆粒形成。其制備步驟如下：1)在超聲作用下將的硫化鎘納米棒分散于磷酸緩沖溶液中，得到硫化鎘的分散液，向其中加入六水合硝酸鈷水溶液前驅(qū)體，六水合硝酸鈷以鈷元素計(jì)為硫化鎘的1～20mol％，充分?jǐn)嚢韬蟮玫角膀?qū)體溶液；2)將步驟1)得到的前驅(qū)體溶液用氙燈光照，隨后將溶液靜置直至黃色固體完全沉淀，將得到的沉淀經(jīng)水和乙醇溶液洗滌，真空干燥，然后研磨至粉末即得。該復(fù)合材料在可見光的照射下表現(xiàn)出很高的光催化分解水產(chǎn)氫的能力，同時(shí)具有足夠的可見光光催化活性和穩(wěn)定性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及光催化材料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及硫化鎘/鈷-磷酸鹽復(fù)合光催化材料及其制備方法。
背景技術(shù)
由于化石燃料的快速消耗以及日益增長的環(huán)境污染，氫能作為一種對(duì)環(huán)境友好以及高燃燒能的燃料已引起了廣泛的研究興趣。雖然大量的半導(dǎo)體材料已被廣泛的應(yīng)用于光催化分解水，其中對(duì)太陽光的利用大部分都僅限于紫外光(占太陽光的4％)，為了有效利用太陽能，人們迫切需要設(shè)計(jì)和發(fā)展可以吸收可見光(占太陽光中的50％)的光催化劑。金屬硫化物擁有非常合適的禁帶寬度以及其卓越的催化性能，近年來已引起了廣泛的興趣。其中硫化鎘禁帶寬度僅為2.4eV是對(duì)于光催化產(chǎn)氫最有效的可見光催化劑，且其導(dǎo)帶位置的過電勢(shì)足以將氫離子還原成氫氣。但是由于硫化鎘中的光生電子和空穴的快速復(fù)合，人們經(jīng)常使用貴金屬共催化劑來提高其光催化產(chǎn)氫性能。然而貴金屬非常稀少且價(jià)格昂貴，并不是一直理想的共催化劑，人們迫切的需要一種可以替代貴金屬的地球上豐富的共催化劑。在眾多的這些元素中，元素鈷在地球上的資源是極其豐富的，并且由于鈷的不同價(jià)態(tài)使其具有很好的空穴吸收能力以及氧化能力，因此如何將這種資源豐富的元素應(yīng)用到光催化制氫中，并結(jié)合可見光吸收是目前亟需解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種硫化鎘/鈷-磷酸鹽復(fù)合光催化材料及其制備方法。其以硫化鎘納米棒為載體，采用光沉積的方法制備了硫化鎘/鈷-磷酸鹽復(fù)合光催化材料，該復(fù)合材料在可見光的照射下表現(xiàn)出很高的光催化分解水產(chǎn)氫的能力，同時(shí)具有足夠的可見光光催化活性和穩(wěn)定性。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
提供一種硫化鎘/鈷-磷酸鹽復(fù)合光催化材料，它由硫化鎘納米棒和沉積在其表面的鈷-磷酸鹽(CoPi)無定形顆粒形成。
按上述方案，硫化鎘納米棒為六方相結(jié)構(gòu)，平均直徑在20～30nm。
按上述方案，硫化鎘/鈷-磷酸鹽復(fù)合光催化材料中鈷含量為硫化鎘的0.95-15.3％(摩爾比)，優(yōu)選為4.4-15.3％(摩爾比)。
本發(fā)明還提供了上述硫化鎘/鈷-磷酸鹽復(fù)合光催化材料的制備方法，其步驟如下：
1)在超聲作用下將的硫化鎘納米棒分散于磷酸緩沖溶液中，得到硫化鎘的分散液，向其中加入六水合硝酸鈷水溶液前驅(qū)體，六水合硝酸鈷以鈷元素計(jì)為硫化鎘的1～20mol％，充分?jǐn)嚢韬蟮玫角膀?qū)體溶液；
2)將步驟1)得到的前驅(qū)體溶液用氙燈光照，隨后將溶液靜置直至黃色固體完全沉淀，將得到的沉淀經(jīng)水和乙醇溶液洗滌，真空干燥，然后研磨至粉末即得。
按上述方案，所述的硫化鎘納米棒的制備方法如下：配制乙二胺和水的混合溶液，將鎘鹽在超聲作用下分散在上述混合溶液中，再加入硫源，在室溫充分?jǐn)嚢柚敝寥芤壕鶆颍缓笤?60℃～200℃保溫18～24小時(shí)，將所得的固體用水和乙醇充分洗滌，離心，真空干燥研磨制粉末狀固體。
按上述方案，六水合硝酸鈷以鈷元素計(jì)優(yōu)選為硫化鎘的5～20mol％。
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