[發明專利]一種硒化錳鋅/硫化鉬銅中空立方體、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 202210942709.8
• 申請日: 2022-08-08
• 公開（公告）號: CN115301257A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 韓吉姝;彭佳茹;徐揚帆;王磊;趙瑞陽
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: B01J27/057
• 分類號: B01J27/057;B01J27/051;C01B3/04
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 許莉

本發明提供一種硒化錳鋅/硫化鉬銅中空立方體的制備方法，所述方法包括以下步驟：(1)在55℃下向氯化銅溶液中分別滴加氫氧化鈉、抗壞血酸，靜置后得到氧化亞銅立方體；(2)將所述氧化亞銅立方體、聚乙烯吡咯烷酮、鉬酸鈉、硫代乙酰胺依次加入到乙二醇中，轉移至反應釜內在200℃下反應24小時，得到硫化鉬銅中空立方體；(3)將所述硫化鉬銅中空立方體與硒化錳鋅納米晶復合得到所述硒化錳鋅/硫化鉬銅中空立方體。本發明還提供了該方法制備得到的硒化錳鋅/硫化鉬銅中空立方體，以及將該硒化錳鋅/硫化鉬銅中空立方體作為光催化劑能夠明顯提高光催化制氫量。4小時的光催化制氫量可以達到13.26mmol·g^?1，并且該材料在光催化制氫過程中能夠保持良好的循環穩定性。

技術領域

本發明涉及光催化技術領域，具體涉及一種硒化錳鋅/硫化鉬銅中空立方體及其制備方法與應用。

背景技術

由于化石能源短缺和環境污染問題日益嚴重，各種可再生的新能源逐漸被探索與開發。氫能由于其高燃燒能量、無環境污染和可再生的優勢，被認為是傳統化石能源的有效替代品。在眾多制氫方法中，光催化分解水制氫是一種便捷、低耗、無污染的技術方法，是解決環境和資源問題的重要手段之一。因此，設計與開發高效光催化劑成為了目前的研究熱點。

在眾多具有光催化性能的納米材料中，基于中空結構的光催化劑材料，具有高比表面積、低密度、電荷傳輸快等優勢，被不斷研究與改進。目前，單一組分的中空結構光催化劑在使用時也會出現光生電子分離效率低、電子-空穴復合率高等問題，降低了其光催化活性。

II-VI族納米晶作為一類窄禁帶半導體材料，其禁帶寬度大小適宜，在可見光區具有較強的吸收特性，材料本身毒性小、制備原料成本低、來源豐富，成為一類新穎的光催化劑材料。因而選用合適的納米晶材料與中空結構光催化劑構建異質結結構，將有效提高其可見光吸收效率，加速載流子的遷移速率，降低光生電子-空穴的復合率，最終實現復合材料光催化水制氫效率的大幅度提升。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

為了解決現有技術中光催化劑催化性能不佳的問題，本發明提供一種以硫化鉬銅中空立方體為基底，外層包覆硒化錳鋅納米晶得到硒化錳鋅/硫化鉬銅中空立方體復合材料，同時提供該硒化錳鋅/硫化鉬銅中空立方體的制備方法及其在光催化制氫中的應用。

本發明的目的在于提供一種上述硒化錳鋅/硫化鉬銅中空立方體的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)將二水合氯化銅溶解于100mL去離子水中，加熱至55℃并攪拌30分鐘后，將氫氧化鈉緩慢滴加到氯化銅溶液中，得到棕色懸濁液；

(2)將步驟(1)中所述棕色懸濁液在55℃下繼續攪拌30分鐘后，緩慢滴加抗壞血酸，在55℃下靜置3小時，經過離心、去離子水洗滌、乙醇洗滌、干燥，即得所述氧化亞銅立方體；

(3)將步驟(2)中所述氧化亞銅立方體、聚乙烯吡咯烷酮、鉬酸鈉、硫代乙酰胺依次加入到60mL乙二醇中，攪拌均勻后，轉移至反應釜內，在200℃下反應24小時，經過離心、洗滌、干燥，即得所述硫化鉬銅中空立方體；

(4)將六水合硝酸鋅、四水合氯化錳依次加入到200mL去離子水中，在氮氣氣氛下加入配體，充分攪拌后，用NaOH溶液調節pH，得到溶液A；

(5)在氮氣氣氛下將硒氫化鈉加入到溶液A中，充分攪拌后，在100℃下加熱回流，即得所述硒化錳鋅納米晶溶液；

(6)將所述硒化錳鋅納米晶溶液與所述硫化鉬銅混合，在100℃下加熱回流，即得所述硒化錳鋅/硫化鉬銅中空立方體。

優選的，所述步驟(1)中，氯化銅溶液的濃度為0.01mol/L。

優選的，所述步驟(1)中，氫氧化鈉的用量為0.015～0.025mol。