[發明專利]一種Gd摻雜Bi2

在審

• 申請號: 202011370145.2
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112354547A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 沈衛明;范祖根
• 申請（專利權）人: 桐鄉市啟誠科技合伙企業（有限合伙）
• 主分類號: B01J27/051
• 分類號: B01J27/051;C01B3/04
• 代理公司: 嘉興倍創專利代理事務所(普通合伙) 33395
• 代理人: 周闖

本發明涉及光催化產氫技術領域，且公開了一種Gd摻雜Bi₂MoO₆?CdS異質結的光催化產氫材料，多孔CdS納米球具有超高的比表面積，以硝酸鉍、鉬酸鈉、硝酸釓、碳納米管為原料，得到Gd摻雜Bi₂MoO₆負載碳納米管，再與多孔CdS納米球結合作為復合光催化產氫材料，Gd³⁺進入Bi₂MoO₆骨架，捕獲光生電子，提供光生電子轉移軌道，有效抑制光生電子?空穴復合，Bi₂MoO₆和CdS形成異質結，吸收帶邊紅移，同時異質結構具有較高的電荷分離效率和較低的電荷轉移阻抗，有效抑制光生電子?空穴的復合，加入碳納米管，增加了光催化劑的化學穩定性，且碳納米管具有優異的電荷傳導性能，使得Gd摻雜Bi₂MoO₆?CdS異質結的光催化產氫材料具有優異的光催化產氫性能。

技術領域

本發明涉及光催化產氫技術領域，具體為一種Gd摻雜Bi₂MoO₆-CdS異質結的光催化產氫材料及其制法。

背景技術

隨著化石燃料的大量使用，環境污染和能源緊缺越來越嚴重，因此，開發出一種新的綠色可再生能源迫在眉睫，氫氣具有綠色無污染、熱量高、可再生等優點，引起了研究者的關注，致力于研究光催化分解水制氫，其最重要的一個核心就是光催化劑，目前有二氧化鈦、氧化鋅、硫化鎘等，其中硫化鎘在水中具有良好的分散性，對可見光也可以很好的吸收，在光催化產氫領域應用前景廣闊。

硫化鎘具有禁帶寬度較窄、太陽光利用率較高等優點，但是光腐蝕現象嚴重、光生電子-空穴易復合，限制了其光催化活性和光催化產氫應用，鉬酸鉍具有良好的熱穩定性、無污染、較寬的太陽光譜響應性能等優點，且可以與硫化鎘的能帶相匹配，碳納米管具有較高的比表面積、較好的化學穩定性、優異的電荷傳導性能，可以作為硫化鎘的載體，提高硫化鎘的分散性和光生電子遷移速率，因此，我們采用Gd摻雜Bi₂MoO₆-CdS異質結的方式來解決上述問題。

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種Gd摻雜Bi₂MoO₆-CdS異質結的光催化產氫材料及其制法，解決了硫化鎘光催化劑的光生電子-空穴易復合、光催化產氫效率低的問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種Gd摻雜Bi₂MoO₆-CdS異質結的光催化產氫材料，所述Gd摻雜Bi₂MoO₆-CdS異質結的光催化產氫材料制備方法如下：

(1)向反應瓶中加入去離子水、乳化劑聚氧乙烯辛基苯酚醚-10，攪拌均勻，加入硝酸鎘、硫代乙酰胺，攪拌均勻，加入乳化劑聚氧乙烯辛基苯酚醚-4的環己烷溶液，其中聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、硝酸鎘、硫代乙酰胺、聚氧乙烯辛基苯酚醚-4的質量比為700-1000:100:25-35:170-250，超聲分散均勻，置于磁力攪拌裝置中，攪拌反應48-96h，破乳、離心過濾，用無水乙醇洗滌干凈并干燥，得到多孔CdS納米球；

(2)向反應瓶中加入乙二醇、硝酸鉍、鉬酸鈉，攪拌均勻，緩慢滴加硝酸釓的無水乙醇溶液，攪拌均勻，加入碳納米管，超聲分散均勻，置于反應釜中，進行溶劑熱反應過程，冷卻至室溫，過濾、洗滌并干燥，得到Gd摻雜Bi₂MoO₆前驅體負載碳納米管；

(3)將Gd摻雜Bi₂MoO₆前驅體負載碳納米管置于管式爐中，進行煅燒過程，得到Gd摻雜Bi₂MoO₆負載碳納米管；