[發(fā)明專利]一種Z型結(jié)構(gòu)ZnIn2S4/Ag/Bi2WO6復(fù)合光催化劑的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810742810.2
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN108855143A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玉民;武新新;呂華;任豪;曹亞飛
• 申請（專利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/047
• 分類號(hào): B01J27/047;C01B3/04
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51228
• 代理人: 張鳴潔

本發(fā)明公開了一種Z型結(jié)構(gòu)ZnIn₂S₄/Ag/Bi₂WO₆復(fù)合光催化劑及其制備方法，屬于無機(jī)功能材料領(lǐng)域。將ZnIn₂S₄、Ag和Bi₂WO₆復(fù)合制得ZnIn₂S₄/Ag/Bi₂WO₆復(fù)合型光催化劑，其中ZnIn₂S₄、Ag和Bi₂WO₆三者質(zhì)量比1：0.01?0.05：0.5?1。本發(fā)明中，Ag納米顆粒作為電子傳導(dǎo)的介質(zhì)，能快速的將Bi₂WO₆導(dǎo)帶上電子轉(zhuǎn)移到ZnIn₂S₄的價(jià)帶并與ZnIn₂S₄價(jià)帶上的空穴復(fù)合，從而有效減少ZnIn₂S₄催化劑中光生電子和光生空穴的復(fù)合速率，提高了量子效率和ZnIn₂S₄光解水制氫催化活性；本發(fā)明方法操作條件溫和，容易控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機(jī)環(huán)保光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Z型結(jié)構(gòu)ZnIn₂S₄/Ag/Bi₂WO₆復(fù)合光催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

二十一世紀(jì)以來，社會(huì)的進(jìn)步給人們的生活帶來巨大方便的同時(shí)，對能源的需求也越來越大。目前，化石燃料如煤、石油、天然氣均屬不可再生資源，數(shù)量有限，其儲(chǔ)量也在連年減少。并且化石燃料的燃燒也給環(huán)境帶來了許多污染，這就迫切需要尋求儲(chǔ)量豐富，環(huán)境友好型新型能源。氫氣作為一種高效無污染并且可再生能源，被公認(rèn)為是最有前景的能源。在眾多制氫方法中，光催化分解水制氫技術(shù)因設(shè)備操作簡單，成本較低而被廣泛研究。

ZnIn₂S₄在硫族半導(dǎo)體中因其具有適宜的禁帶寬度和較好的化學(xué)穩(wěn)定性，在光催化制氫領(lǐng)域里吸引了研究者們的廣泛關(guān)注。ZnIn₂S₄作為一個(gè)三元硫族化合物，其導(dǎo)帶電勢比H⁺的電勢更負(fù)，滿足光催化制氫條件。但是純的ZnIn₂S₄在光催化過程中光生電子和光生空穴復(fù)合速率很快，產(chǎn)氫效率很低。

發(fā)明內(nèi)容

為提高ZnIn₂S₄的光催化活性，將ZnIn₂S₄與Ag和Bi₂WO₆復(fù)合構(gòu)筑Z型結(jié)構(gòu)ZnIn₂S₄/Ag/Bi₂WO₆復(fù)合光催化劑，利用Ag納米顆粒作為電子傳導(dǎo)的介質(zhì)，能快速的將Bi₂WO₆導(dǎo)帶上的電子轉(zhuǎn)移到ZnIn₂S₄的價(jià)帶并與ZnIn₂S₄價(jià)帶上的空穴復(fù)合，一方面有效減少ZnIn₂S₄催化劑中光生電子和光生空穴的復(fù)合速率，另一方面又保持了復(fù)合光催化劑中光生電子具有較高的還原性，從而提高了量子效率和ZnIn₂S₄光解水制氫催化活性。此外，Ag納米顆粒作為一種有效的助催化劑，能有效降低光催化水解制氫過程的過電位，顯著提高制氫速率，從而提高ZnIn₂S₄光解水制氫的催化活性，具有巨大的潛在工業(yè)應(yīng)用前景。