[發明專利]碳點輔助Zn-AgIn5

有效

• 申請號: 202110728709.3
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113368876B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 張棟琪;毛寶東;陳啟濤;張東旭;姜天堯;周春星;鄧邦亞;劉艷紅
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J27/043
• 分類號: B01J27/043;B01J37/10;C09K11/62;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;C01B3/04
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本發明屬于納米復合材料及環境技術領域，涉及光催化劑，尤其涉及一種碳點輔助Zn?AgIn₅S₈/Co₉S₈（ZAIS/Co₉S₈/CDs）量子點的制備方法，包括：將ZAIS/Co₉S₈納米復合材料溶解于去離子水中，加入碳點攪拌均勻，置于反應釜中110～180℃，水熱反應4～10h，優選110℃反應4h，冷卻至室溫，先后用乙醇和水洗滌三次，干燥后即得，其中所述ZAIS/Co₉S₈:碳點:去離子水的固液比為10～100 mg:0.1～10 mg:5～50 mL。本發明所制得催化劑應用于光水解制氫。本發明在3D中空Co₉S₈納米管表面分步修飾零維Zn?AgIn₅S₈量子點和碳點構筑ZAIS/Co₉S₈/CDs異質結光催化劑來增強可見光析氫。制備工藝簡單，價廉易得，反應時間較短，利用太陽光能轉化為清潔能源減少了能耗和反應成本，便于批量生產，無毒無害，符合可持續發展要求。

技術領域

本發明屬于納米復合材料及環境技術領域，涉及光催化劑，尤其涉及一種碳點輔助Zn-AgIn₅S₈/Co₉S₈（ZAIS/Co₉S₈/CDs）量子點的制備方法及應用于光水解制氫。

背景技術

氫能作為清潔和可再生的能源，在解決能源環境方面具有綠色和無污染的優勢，受到廣泛關注。光解水技術能夠將太陽能轉化為氫氣，是有效利用和存儲太陽能的理想方式。為了更好利用太陽光譜中43%的可見光，可見光響應的窄帶隙材料的研究吸引了廣泛關注。其中，I-III-VI族硫化物量子點因具有量子限域效應、比表面積大和可見光區消光系數高等獨特特性被廣泛應用于光催化領域。

然而，傳統的I-III-VI基量子點光催化劑由于容易發生團聚和穩定性差而限制了其光催化性能。因此，研究者們開發了各種策略來解決這些問題。例如，兩種具有不同能級的半導體材料的復合形成異質結，以減少電荷的復合；通過負載相匹配的助催化劑，將電子從光催化劑內部提取出來，提高電荷分離效率。Co₉S₈作為一種不含貴金屬的光催化劑，具有許多優點，包括窄的帶隙（0.9-1.4 eV）、高的導帶位置和高效的電荷轉移。碳點（CDs）具有豐富的表面官能團、獨特的電子儲存能力、光誘導電子轉移特性和高效穩定的反應活性中心等優點成為催化領域一種極具吸引力的新材料。

基于上述考慮，發明人在3D中空Co₉S₈納米管表面分步修飾0D Zn-AgIn₅S₈量子點和碳點來增強可見光析氫。這種獨特的中空管狀結構設計，不僅在光催化反應中提供了更大的比表面積和豐富的反應位點，還保證了Zn-AgIn₅S₈、Co₉S₈和碳點三者的充分接觸，有效促進了光生電子和空穴的分離和轉移。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳點輔助Zn-AgIn₅S₈/Co₉S₈（ZAIS/Co₉S₈/CDs）量子點的制備方法。