[發明專利]一種改性MoS2/CdS基復合光電極材料的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201910651437.4
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN110368960A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 馬旭莉;楊慧敏;田浩洋;梁振海
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B01J27/051
• 分類號: B01J27/051;B01J37/08;B01J37/34;C01B3/04;C25B11/06;C25B1/04
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發明公開了一種改性MoS₂/CdS基復合光電極材料的制備方法及其應用，屬于光電催化技術領域。利用簡單的兩步溶劑熱法制備出金屬源（Cu、Fe、Co、Ni）摻雜的MoS₂/CdS基復合催化劑，并將其制備成光電極應用于光電催化分解水制氫氣反應中，所制備的金屬源摻雜的MoS₂/CdS基復合光電極在光電催化分解水析氫反應中表現出良好的催化活性及析氫性能，循環穩定性能。

技術領域

本發明涉及一種改性MoS₂/CdS基復合光電極材料的制備方法及其應用，屬于光電催化技術領域。

背景技術

根據2018年版《BP世界能源統計年鑒》發表的相關數據顯示，全球一次能源消耗量比2017年增長了2.2%。其中，我國能源消費量增長3.1%，能源消耗量占全球的23.2％，連續17年成為全球能源消耗增量最大的國家。世界經濟持續平穩增長的背后依賴于對傳統化石燃料的需求，但是從長遠角度來看，傳統化石燃料在給人類社會帶來興旺的同時，我們不得不正視能源枯竭與環境惡化的趨勢。因此，開發清潔無污染的、可替代傳統化石燃料的新型能源這一趨勢已迫在眉睫。

氫能憑借著能量密度高、儲量豐富、清潔無污染等優點而被公認為理想的能源。氫能是一種二次能源，其熱值高達118.4 KJ·g^-1(是石油的3倍)，并且燃燒產物為水，對環境無任何污染。傳統的制氫工藝有電解水制氫、裂解石油氣制氫、煤炭氣化制氫等，并且已經被大規模應用于工業生產、食品加工和航天等領域。但是，傳統的制氫工藝往往伴隨著高耗能、高成本且污染環境等問題。因而，尋求一種高效、廉價且能量消耗低的制氫工藝是目前制氫領域所面臨的核心問題。

CdS作為一種重要的半導體光電催化材料因具有光伏效應、能斯特效應、光電導效應等優點而被廣泛應用于光電催化、光電探測器、太陽能電池以及發光器件等領域。CdS是一種常見的n型半導體，禁帶寬度為2.42 eV，能夠吸收波長小于512 nm的太陽光，具有良好的光響應范圍及光吸收性能。雖然CdS憑借其合適的禁帶寬度、良好的導帶、價帶位置以及合成工藝簡單等優點而被認為是一種高效的半導體材料。但是，CdS本身固有的缺點也在一定程度上限制了它在光(電)催化領域中性能的進一步提高。其中最主要的問題在于過快的光生載流子復合以及大部分硫化物半導體材料所共有的光腐蝕現象。