[發明專利]一種P摻雜SnS2

在審

• 申請號: 202110344123.7
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113151858A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 劉勇平;莊楊;呂慧丹;李偉;黃成;王子良
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C25B11/091
• 分類號: C25B11/091;C25B1/04
• 代理公司: 東莞市匯橙知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44571
• 代理人: 黎敏強

本發明提供了一種P摻雜SnS₂納米片陣列光電催化劑制備方法，包括以下步驟：(1)以四氯化錫、硫粉分別作為錫源、硫源，采用氣相沉積法，在導電基底上沉積二硫化錫，獲得SnS₂納米片；(2)將上述SnS₂納米片采用CVD法進行摻雜，以次亞磷酸鈉為摻雜P源，將次亞磷酸鈉放置在上游加熱區中心的燒舟中，并將裝有硫粉的燒舟緊貼著次亞磷酸鈉的燒舟，將制備好的SnS₂納米片置于干凈的燒舟上，并放置在下游加熱區的中心；在氬氣氛圍中，加熱升溫，保溫一段時間，冷卻到室溫后，得到P摻雜SnS₂納米片陣列光電催化電極材料。本發明方法制得的P摻雜SnS₂納米片陣列光電催化劑電極材料具有較高的光電催化析氧活性和穩定性。

技術領域

本發明屬于光電催化、析氧電極材料技術領域，具體涉及一種P摻雜SnS₂納 米片陣列光電催化劑，還涉及該P摻雜SnS₂納米片陣列光電催化劑制備方法。

背景技術

光電催化分解水在將太陽能轉化為清潔化學燃料方面具有潛在的前景，所 以開發出優異的光電催化劑對于光電催化(PEC)的發展尤為重要。

二硫化錫(SnS₂)是一種出色的二維n型半導體材料，并且SnS₂地球含量豐 富，結構簡單，成本低廉且對生態友好，因此已將其確定為可持續設備應用的 新興材料。近些年，已經有實驗表明，半導體中的摻雜可以有效地導致帶隙變 窄，粒徑減小，并且可以充當電子/空穴能帶中心。此外，雜原子摻雜的優點之 一是它不會改變基體材料的成分，可以保留其本身所需的固有特性。因此，我 們可以通過對SnS₂進行離子摻雜，以達到更好的光電催化性能。

發明內容

本發明第一目的在于提供一種P摻雜SnS₂納米片陣列光電催化劑制備方法， 解決現有SnS₂納米片光電催化分解水性能不夠優異的問題。

本發明第二目的在于提供一種上述方法制備的P摻雜SnS₂納米片陣列光電 催化劑。

本發明第一目的是通過以下技術方案來實現的：

一種P摻雜SnS₂納米片陣列光電催化劑制備方法，包括以下步驟：

(1)以四氯化錫、硫粉分別作為錫源、硫源，采用氣相沉積法，并使用雙 溫區管式爐進行反應，在導電基底上沉積二硫化錫，獲得SnS₂納米片；

(2)將上述SnS₂納米片同樣采用CVD法進行摻雜，以次亞磷酸鈉為摻雜P 源，將次亞磷酸鈉放置在上游加熱區中心的燒舟中，并將裝有硫粉的燒舟緊貼 著次亞磷酸鈉的燒舟，P：S的摩爾比為1：10-5：10；同時，將制備好的SnS₂納米片置于干凈的燒舟上，并放置在下游加熱區的中心；在氬氣氛圍中，加熱 升溫，上溫區、下溫區的溫度分別為250-300℃、300-400℃，保溫一段時間， 冷卻到室溫后，得到P摻雜SnS₂納米片陣列光電催化電極材料。

本發明采用兩次氣相沉積法在導電基底材料表面合成P摻雜的SnS₂納米片 陣列。首先利用化學氣相沉積法用硫粉、四氯化錫在導電基底材料表面合成SnS₂納米片陣列；隨后再次放入硫粉和次亞磷酸鈉，再利用相同方法合成P摻雜SnS₂納米片陣列，合成的P摻雜SnS₂納米片陣列在導電基底材料表面呈黃黑色。

本發明制備方法可以進一步做以下改進：

步驟(1)中SnCl₄·5H₂O與硫粉的質量比大于等于1比2。

進一步地，硫粉的質量為10-500mg。