[發明專利]一種刺球狀Mo2

有效

• 申請號: 202011480630.5
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112619679B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 周愛國;金森;夏啟勛;王李波;郭奕彤;胡前庫
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: B01J27/22
• 分類號: B01J27/22;B01J27/04;B01J37/10;B01J35/10;B82Y30/00;B82Y40/00;C01B3/04
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉素霞;王留陽

本發明屬于光催化劑制備技術領域，特別涉及一種刺球狀Mo₂C/CdS光催化劑及其制備方法、光催化方法。本發明的刺球狀Mo₂C/CdS光催化劑為在Mo₂C MXene片層表面生長出纖鋅礦型CdS后形成的刺球狀異質結構，所述纖鋅礦型CdS為納米棒結構。該刺球結構有較大的比表面積，能夠提供更多的活性位點，更有利于光催化制氫。同時，Mo₂C MXene的制備過程有著成本低、易實現等特點，因此使用這種廉價的材料作為共催化劑提高CdS的光催化制氫性能更加滿足實際生產的要求。

技術領域

本發明屬于光催化劑制備技術領域，特別涉及一種刺球狀Mo₂C/CdS光催化劑及其制備方法、光催化方法。

背景技術

氫氣作為一種清潔能源在當今社會有著重要的用途。光催化水解制氫是一種成本低、效率高的產氫方法。由于在可見光下借助催化劑的作用即可實現產氫，因此光催化水解制氫近些年被很多科學家研究。CdS作為一種常見的無機化合物，由于其窄帶隙及良好的電子傳輸能力，研究表明它是一種良好的光催化劑。但光生電子和空穴的快速再結合限制了CdS的產氫量。為了提高它的光催化制氫性能，通常將CdS與其他材料結合形成異質結構以提高產氣量。常見的復合物為貴金屬，但貴金屬由于稀少、昂貴限制了它的實際應用。

因此，需要提供一種針對上述現有技術不足的改進技術方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有獨特的刺球狀結構，并且具有顯著的制氫效果、制備過程簡單、制備成本低的Mo₂C/CdS光催化劑。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種刺球狀Mo₂C/CdS光催化劑，所述刺球狀Mo₂C/CdS光催化劑為在 Mo₂C MXene片層表面生長出纖鋅礦型CdS后形成的刺球狀異質結構，所述纖鋅礦型CdS為納米棒結構。

優選地，所述納米棒的長度為200～300nm，直徑為40～50nm。

上述刺球狀Mo₂C/CdS光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)前驅體溶液的配制

將水溶性鎘鹽與硫脲溶于蒸餾水中，得到前驅體溶液；

(2)助催化劑Mo₂C MXene的添加

以步驟(1)中所述前驅體溶液中的鎘元素、硫元素生成的CdS的質量為理論CdS質量，以所述理論CdS質量為基準，以質量百分比計，按摻雜比 0.1～7％將Mo₂C MXene粉末與所述前驅體溶液混合均勻，得均勻分散液；

(3)乙二胺的添加

將乙二胺與步驟(2)所得的均勻分散液混合均勻，得預分解溶液；

(4)水熱反應生成Mo₂C/CdS光催化劑

將步驟(3)所得的預分解溶液轉移至反應釜內進行水熱反應，反應結束后，對產物進行后處理，得到Mo₂C/CdS光催化劑。

優選地，步驟(1)中，所述水溶性鎘鹽中的鎘元素與硫脲中的硫元素的摩爾比為1：(3～4)。

優選地，所述水溶性鎘鹽為硝酸鎘或四水合硝酸鎘。

優選地，所述四水合硝酸鎘與硫脲均為分析純級別。

優選地，步驟(2)中，所述摻雜比為1.0～2.5％。

優選地，步驟(2)中，所述混合均勻采用超聲處理。