[發明專利]一種可見光產氫二硫化鉬量子點/銅銦硫復合光催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201711284180.0
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108043426B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 李昱;劉洋;韋方艷;戴欣;董文達;陳浩;宋建平;鄒偉;王洪恩;陳麗華;陽曉宇;蘇寶連
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B01J27/051
• 分類號: B01J27/051;C01B3/04
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 崔友明;李欣榮

本發明公開了一種可見光產氫二硫化鉬量子點/銅銦硫復合光催化劑，它以MoS₂量子點為助催化劑，是一種將MoS₂量子點負載在花球狀CuInS₂上形成的復合光催化劑。本發明所述光催化劑，通過將MoS₂量子點負載在花球狀CuInS₂基材上，可一定程度上抑制CuInS₂復合材料中光生電子和空穴的復合以及光腐蝕問題，有效提升所得復合材料的光吸收效率和光催化產氫效率，拓寬其應用范圍，解決了現有硫化物基光催化原料通常以昂貴的貴金屬作為助催化劑以提高催化劑的性能的問題；且涉及的制備方法簡單、原料來源廣、成本低，適合推廣應用。

技術領域

本發明屬于光催化材料技術領域，具體涉及一種可見光產氫二硫化鉬量子點/銅銦硫復合光催化劑及其制備方法。

背景技術

近年來，不可再生資源煤、石油、天然氣的消耗，已經造成了嚴重的環境和能源緊缺問題。因此，發展高效、環境友好的可再生能源已經成為了當前急需解決的難題。氫氣是一種具有高燃燒值、高效率值得清潔能源，而且燃燒后只產生水，不會造成二次污染。因此，氫氣是一種理想的能源。

太陽光，作為地球上覆蓋面積最廣的能量，由于其能量密度低限制了它的使用。近幾年發展起來的光催化制氫技術因其清潔可再生被認為是未來最理想的制氫技術。而其中以對TiO₂的研究最多，但是TiO₂是一種紫外光響應的半導體材料，而紫外光只占太陽光的5％，這嚴重制約了光催化技術的發展。因此開發可見光響應的光催化材料已經成為了這個領域的熱點。

三元硫化物作為一種新型的半導體材料，因其禁帶寬度較窄，在可見光下具有較強的吸收，得到了大量關注。但是，硫化物有著嚴重的光腐蝕現象，從而限制了它的有效利用。為了克服這個缺陷，常見措施一般是在其表面負載貴金屬Pt，但是Pt是一種稀缺的貴金屬，這嚴重制約了它的大規模應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可見光產氫二硫化鉬量子點/銅銦硫復合光催化劑，它以二硫化鉬量子點為助催化劑，將其負載在CuInS₂上形成，該光催化劑在可見光下具有較高的產氫速率，具有優異的光催化產氫效率，而涉及的制備方法簡單、重復性好，有利于工業化推廣。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種可見光產氫二硫化鉬量子點/銅銦硫(CuInS₂)復合光催化劑，它由MoS₂量子點負載在花球狀CuInS₂基體而成，其中MoS₂量子點的尺寸為8～50nm，花球狀CuInS₂基體的尺寸為2～6μm。

上述方案中，所述MoS₂量子點占CuInS₂基體質量的1～10％。

優選的，所述MoS₂量子點占CuInS₂基體質量的2～5％。

上述一種可見光產氫二硫化鉬量子點/銅銦硫復合光催化劑的制備方法，包括如下步驟:

1)制備MoS₂量子點：將鉬酸鈉和二芐基二硫溶于水中，攪拌得澄清溶液，然后加熱進行水熱反應，反應結束后將所得沉淀轉移到乙醇水溶液中進行超聲處理，然后進行離心分離，取上層液體再次進行離心分離，取上層棕色液體，干燥得二硫化鉬量子點；

2)制備二硫化鉬量子點/銅銦硫復合材料：將氯化銅、氯化銦和硫脲加入乙二醇中攪拌至澄清，然后加入二硫化鉬量子點，進行超聲處理，加熱進行水熱反應，將所得黑色沉淀進行洗滌、干燥，即得可見光產氫二硫化鉬量子點/銅銦硫復合光催化劑。

上述方案中，所述鉬酸鈉和二芐基二硫的摩爾比為1:(4～8)。