[發明專利]一種BiOI/MoS2

有效

• 申請號: 201710736647.4
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107442143B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 王瑞林;王剛;陳金偉;周稱新
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01J27/138
• 分類號: B01J27/138;B01J37/10;C01B3/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 夏艷

本發明公開了一種BiOI/MoS₂/CdS復合光催化劑及其制備方法，屬于光催化水解制氫技術。本發明中BiOI/MoS₂/CdS復合光催化劑采用水熱法合成，主要過程包括將BiOI含量為1?10wt％的BiOI/MoS₂微米球超聲分散于去離子水中，加入氯化隔和硫化鈉水溶液，混勻后將混合液轉移至水熱釜中，在80?150℃反應1?6h后，獲得BiOI/MoS₂含量為0.5?5wt％的BiOI/MoS₂/CdS復合光催化劑。本發明制備的新型復合光催化劑中的CdS納米顆粒在BiOI/MoS₂微米球表面分散均勻，催化劑的光催化水解制氫性能好，在可見光照射激發下(λ420nm)，產氫量高，循環穩定性好。

技術領域

本發明屬于可見光催化水解制氫領域，具體地說，涉及一種 BiOI/MoS₂/CdS復合光催化劑及其制備方法。

背景技術

隨著現代社會的不斷發展，能源短缺和環境污染問題日益突出，開發潔凈的新能源和可再生能源勢在必行。太陽能是一種取之不竭的清潔可再生能源，如何高效地開發利用太陽能是當下熱點研究課題之一。自1972年Fujishima和Honda首次發現TiO₂電極上光催化分解水的現象以來，陸續報道了大量關于太陽光分解水制氫的研究，加快了光能轉化為化學能的研究步伐。光催化技術的核心在于光催化劑，通過控制結構和組分，可獲得具有高效的光催化性能的光催化劑。化合物CdS是一種能被可見光激發的n型本征半導體，其禁帶寬度為 2.4eV，能夠吸收波長小于520nm的紫外和可見光，且摩爾吸光系數較大，近年來備受關注。但CdS也存在光催化效率低、易發生光腐蝕、實際產氫量少等問題，一般采用復合、摻雜等常規手段對其進行改性。

目前，研究者大多通過控制CdS形貌(比如納米管、納米片、花狀結構)，使其暴露特定晶面，然后用Au、In³⁺、TiO₂、ZnS、ZnO 和MoS₂等摻雜或復合形成新型高效的光催化劑，提高產氫效率和產氫量。化合物MoS₂是一種p型半導體，具有典型的層狀結構，禁帶寬度窄，與CdS復合后可以有效提高其光催化水解制氫活性。BiOI 是一種間接的p型半導體，具有特殊的層狀結構，禁帶寬度窄，激發電子必須要經過K電子殼層才能到達價帶，這樣就可以有效分離光生電子和空穴對，提高光催化水解制氫效率。至今還沒有文獻報道 BiOI/MoS₂/CdS三元復合催化劑在光催化水解制氫領域的應用，將 MoS₂和BiOI各自優點結合起來，與CdS進行三元復合，由此產生的協同效應將有助于提升單一CdS的可見光催化水解制氫性能。

發明內容

有鑒于此，本發明針對上述的問題，提供了一種BiOI/MoS₂/CdS 復合光催化劑及其制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種BiOI/MoS₂/CdS復合光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、稱量：按照重量份稱量以下組分：鉬酸鈉9份、硫代乙酰胺18份、去離子水1000份-3000份；

步驟2、將稱量好的鉬酸鈉超聲分散于稱量好的去離子水中，加入稱量好的硫代乙酰胺進行攪拌處理，然后加入BiOI，混勻，制備得到混合液；

步驟3、將步驟2中制備得到的混合液轉移至水熱釜中進行水熱反應，制備得到BiOI/MoS₂微米球；

步驟4、將步驟3制備得到的BiOI/MoS₂微米球超聲分散于去離子水中，加入等摩爾量的氯化隔和硫化鈉水溶液，攪拌混勻；

步驟5、將步驟4中制備得到的混合液轉移至水熱釜中進行水熱反應，制備得到BiOI/MoS₂/CdS復合光催化劑。