[發明專利]光催化劑及其制備方法、光解水制氫的方法

在審

• 申請號: 201911423060.3
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113117697A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 馬松;劉文勇
• 申請（專利權）人: TCL集團股份有限公司
• 主分類號: B01J27/047
• 分類號: B01J27/047;B01J27/051;B01J27/24;C01B3/04
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 張禹

1.一種光催化劑，其特征在于，包括：第一半導體納米片，負載在所述第一半導體納米片上的二維碳納米材料，以及負載在所述二維碳納米材料上的第二半導體納米片。

2.根據權利要求1所述的光催化劑，其特征在于，所述第一半導體納米片、所述二維碳納米材料和所述第二半導體納米片依次層疊設置；和/或

所述第一半導體納米片為主催化劑，所述第二半導體納米片為助催化劑。

3.根據權利要求1所述的光催化劑，其特征在于，所述二維碳納米材料選自氧化石墨烯、炭黑和乙炔黑中的至少一種；和/或

所述第一半導體納米片選自石墨相氮化碳納米片、CdS納米片、ZnS納米片、TiO₂納米片和SnS₂納米片中的至少一種；和/或

所述第二半導體納米片選自MoS₂納米片和/或WS₂納米片。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的光催化劑，其特征在于，所述光催化劑中，所述第一半導體納米片、所述二維碳納米材料和所述第二半導體納米片的質量比為(91-95):(0.5-4):(2-5)。

5.一種光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將第一半導體納米片和二維碳納米材料分散在第一溶劑中，進行第一復合處理，獲得分散有第一復合材料的第一溶液；

將第二半導體納米片和所述第一溶液進行第二復合處理，獲得所述光催化劑。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述第一復合處理包括：超聲分散以及在80℃-110℃下加熱3-7小時；和/或

將第一半導體納米片和二維碳納米材料分散在第一溶劑中的步驟中，分散在所述第一溶劑中的所述第一半導體納米片的質量百分比濃度為0.5％-2％，和/或，分散在所述第一溶劑中的所述二維碳納米材料的質量百分比濃度為0.5％-2％；和/或

所述光催化劑中，所述第一半導體納米片為主催化劑，所述第二半導體納米片為助催化劑。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，將第二半導體納米片和所述第一溶液進行第二復合處理的步驟包括：

將所述第二半導體納米片分散在第二溶劑中，獲得第二半導體納米片分散液；

將所述第二半導體納米片分散液和所述第一溶液混合，進行超聲處理和/或機械攪拌。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第一溶劑和/或所述第二溶劑選自水、有機胺、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、乙醇中的至少一種。

9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，將第二半導體納米片和所述第一溶液進行第二復合處理的步驟包括：

提供用于合成第二半導體納米片的第一前驅體和第二前驅體；

將第一前驅體和第二前驅體分散在所述第一溶液中，進行反應，獲得所述光催化劑。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述反應包括：在200℃-240℃下加熱20-24小時。

11.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，將第一前驅體和第二前驅體分散在所述第一溶液中的步驟中，分散在所述第一溶液中的所述第一前驅體的質量百分比濃度為1％-5％，和/或，分散在所述第一溶液中的所述第二前驅體的質量百分比濃度為1％-5％。

12.根據權利要求5至11中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第二半導體納米片選自MoS₂和/或WS₂；和/或

所述二維碳納米材料選自氧化石墨烯、炭黑和乙炔黑中的至少一種；和/或

所述第一半導體納米片選自石墨相氮化碳納米片、CdS納米片、ZnS納米片、TiO₂納米片和SnS₂納米片中的至少一種。

13.一種光解水制氫的方法，其特征在于，將光催化劑分散在水中，進行光照；

其中，所述光催化劑包括：權利要求1至4中任一項所述的光催化劑，或權利要求5至12中任一項所述的制備方法制得的光催化劑。