[發明專利]一種石墨烯基雙金屬硫化物納米復合光催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201710508676.5
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107349937B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 楊貴東;薛超
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B01J27/043
• 分類號: B01J27/043;B01J27/04;B01J27/051;B01J37/10;B01J37/34;B82Y30/00;B82Y40/00;C01B3/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種石墨烯基雙金屬硫化物納米復合光催化劑的制備方法，其特征在于，制備步驟如下：

(1)首先采用改性的Hummer's方法制備出氧化石墨粉末，再稱取0.1-1.0g的上述氧化石墨粉末分散到水中，配制成濃度為1-10mg﹒mL^-1的氧化石墨溶液，通過超聲剝離方法制備均勻分散的氧化石墨烯納米片懸浮液，其中，超聲波功率為100-800W，超聲時間為2-8h；

(2)將雙金屬硫化物的金屬鹽前驅體：錫鹽化合物和鎘鹽化合物；或鉬鹽化合物和鎘鹽化合物；或鎳鹽化合物、鋅鹽化合物和鎘鹽化合物按照摩爾比分別加入到60mL去離子水中；再量取1-10mL的氧化石墨烯水溶液滴加到混合金屬鹽水溶液中，超聲分散均勻，形成混合溶液A；之后，向混合溶液A中分別加入0-0.6mg的一水合檸檬酸、0-0.8mg的無水葡萄糖，0-1mg的聚乙烯吡咯烷酮和0-0.6mg的十六烷基三甲基溴化銨，形成混合溶液B；最后，將混合溶液B在常溫下磁力攪拌6小時，待用；雙金屬硫化物的金屬鹽前驅體鎘鹽化合物和錫鹽化合物的摩爾比為6～1:3；鉬鹽化合物和鎘鹽化合物的摩爾比為0.01～0.3:1；鎳鹽化合物、鋅鹽化合物和鎘鹽化合物的摩爾比為0.05～1:1:4；

(3)稱取1.0-8.0mmoL的L-半胱氨酸加入步驟(2)中的混合溶液B中，超聲溶解，形成混合溶液C并在常溫下磁力攪拌1h；之后將混合溶液C轉移至100mL內襯為聚四氟乙烯的不銹鋼反應釜中，在120-220℃下水熱反應1-20h，待反應終止且反應溫度自然冷卻至室溫，將得到的相應石墨烯基雙金屬硫化物納米復合光催化劑在轉速為4000r/min的離心機上離心5min，并分別用水和乙醇對產物進行多次洗滌，將離心洗滌分離后的產物在60℃下干燥24h，最終得到相應的石墨烯基雙金屬硫化物納米復合光催化劑；

(4)稱取0.05g步驟(3)中合成的石墨烯基雙金屬硫化物復合光催化劑超聲分散到50mL水中，再加入5-20mL的有機酸或有機胺作為空穴犧牲劑，氮氣吹掃5min；以300W的氙燈作為光源，同時采用濾光片過濾掉波長小于420nm的紫外光和遠紫外光，進行可見光催化分解水制氫反應，采用氣相色譜儀檢測氫氣生成量。

2.根據權利要求1所述的一種石墨烯基雙金屬硫化物納米復合光催化劑的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，金屬硫化物的金屬鹽前驅體錫鹽化合物為四氯化錫；鎘鹽化合物為硫酸鎘、碳酸鎘、硝酸鎘或乙酸鎘中的一種或多種；鉬鹽化合物為鉬酸銨、鉬酸鉍、七鉬酸銨、鉬酸鉀或鉬酸鈉中的一種或多種；鎳鹽化合物為氯化鎳、硝酸鎳、乙酸鎳、硫酸鎳銨或氨基磺酸鎳中的一種或多種；鋅鹽化合物為、硫酸鋅、乙酸鋅或硝酸鋅中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的一種石墨烯基雙金屬硫化物納米復合光催化劑的制備方法，其特征在于，在步驟(4)中，選取有機酸或有機胺作為空穴犧牲劑，其中，有機酸為乳酸、蘋果酸或者檸檬酸中的任意一種，而有機胺為二乙醇胺、正丙醇胺或三乙醇胺中的任意一種；并且空穴犧牲劑的加入量與水的體積比范圍為0.1～0.5:1。