[發明專利]一種柔性易回收的氈狀Zn1-xCdxS@PAN光催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610159961.6
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105709836B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 余家國;傅俊偉
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B01J31/26
• 分類號: B01J31/26;B01J35/00;B01J37/10;B01J37/34
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 喬宇

本發明涉及一種柔性易回收的氈狀Zn_1?xCd_xS@PAN光催化劑及其制備方法。其包括硫化PAN載體和分散在載體中的Zn_1?xCd_xS活性組分，其中x取值為0～1，所述硫化PAN載體為毛氈狀，由硫化PAN纖維交織而成，Zn_1?xCd_xS納米晶粒均勻分布在硫化PAN纖維的表面。制備步驟：a)利用靜電紡絲方法制備PAN納米纖維氈；b)利用水熱方法在柔性PAN纖維氈表面固載Zn_1?xCd_xS納米片：將步驟a)所得的PAN納米纖維氈分散在含Zn、Cd、S的前驅體溶液中，待PAN納米纖維氈表面充分浸濕后，將其連同Zn、Cd、S的前驅體溶液倒入水熱反應釜進行水熱反應；c)將步驟b)所得表面固載有Zn_1?xCd_xS納米片的PAN納米纖維氈經清洗處理而得。該催化劑中具有Zn_1?xCd_xS在載體上附著力強，分布均勻且光催化性能優異，柔性易回收的優點。

技術領域

本發明屬光催化劑領域，具體涉及一種柔性易回收的氈狀Zn_1-xCd_xS@PAN光催化劑及其制備方法。

背景技術

太陽能被認為是最豐富和清潔的能源，但是，由于其低的能量密度和時間限制性，直接利用太陽能仍然是一大挑戰。利用光催化分解水技術將太陽能轉化成可利用的氫能是利用太陽能解決能源危機的有效途徑。到目前為止，大量的高效的可見光響應的光催化劑被報道，例如Zn_1-xCd_xS，CdS，BiVO₄，Sr₂Ta₂O_7-xN_x，g-C₃N₄等等。其中，Zn_1-xCd_xS由于其高的光催化活性，以及極易調控的禁帶寬度，成為極具潛力實際應用的光催化材料。目前所報道的Zn_1-xCd_xS光催化材料具有一個共同的問題，那就是顆粒尺寸均屬于納米級別。我們知道，納米光催化劑具有更高的比表面積和表面活性位點，因而才會有更高的光催化效率，但是光催化反應完成后，分散在溶液中的納米光催化劑會存在一個難回收的問題，這將大大影響其的實際應用。

目前，柔性可折疊的能量轉換體系受到了廣泛的關注，他們具有很多的優點，例如柔軟性，形狀多變性，質輕等，柔性鋰離子電池和柔性超級電容器已經得到報道。設計一個柔性光催化劑將有利于解決光催化劑難回收的問題。到目前為止，碳纖維氈，纖維素氈，甚至尼龍氈，都被作為基體材料負載光催化劑來構建柔性光催化劑。但是，這些方法得到的光催化劑存在著附著力不強，光催化劑在基體表面分布不均勻等問題。因此，選擇一種合適的基體材料均勻負載高性能光催化劑，得到柔性易回收高效光催化材料具有很大的實際應用價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的不足，提供一種Zn_1-xCd_xS在載體上附著力強，分布均勻且光催化性能優異的柔性易回收的氈狀Zn_1-xCd_xS@PAN光催化劑及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，

提供一種柔性易回收的氈狀Zn_1-xCd_xS@PAN光催化劑，其包括硫化PAN載體和分散在載體中的Zn_1-xCd_xS活性組分，其中x取值為0~1，所述的硫化PAN載體為毛氈狀，由硫化PAN纖維交織而成，Zn_1-xCd_xS納米晶粒均勻分布在硫化PAN纖維的表面。