一种MoS2量子点掺杂的ZnIn2S4复合光催化剂的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种MoS2量子点掺杂的ZnIn2S4复合光催化剂的制备方法及其应用，属于无机化学和光催化技术领域。该复合光催化剂拓宽了光吸收范围，加快了表面光生载流子分离，提高了光产氢效率。本发明通过将多边形MoS2纳米环做晶核，与ZnIn2S4前驱体水热反应得到了MoS2量子点掺杂的ZnIn2S4复合光催化剂，大大地增加了催化剂表面活性位点的数量，得到的复合光催化剂具有高效的光催化产氢效果，制备方法简单，有利于大规模推广。

说明书

技术领域

本发明涉及无机化学、清洁能源转换材料、光催化材料等相关技术领域，具体涉及一种MoS

背景技术

可见光响应的光催化析氢反应在解决全球能源和环境问题拥有着不可忽视的潜力。时至目前，多种体系的半导体材料已被广泛探索和研究。但是，大家面临的共同问题仍未被有效解决，如低的太阳能利用率和光激发载流子的迅速重组失活，以至于光催化制氢的整体催化效率提升受限。在众多解决方案中，在半导体主体催化剂上负载具有匹配能带结构的助催化剂和控制最佳负载量来制备具有异质结构的催化剂是一种行之有效的方法。助催化剂的作用通常是加速光激发产生的电子-空穴对有效地分离，同时提供更多的反应活性位点，进而促进光催化效率的提高。其中，贵金属因其独特的理化性质被广泛选作助催化剂应用于改善光催化性能，常用如Pt，Pd，Au等。然而，贵金属地球储量有限，高成本催化剂成为阻碍其广泛应用的主要限制。因此，开发替代贵金属且保留其优异性能的助催化剂材料具有广泛研究潜力。

MoS

发明内容

本发明采用简单水(溶剂)热工艺一步制得了多边形MoS

本发明的第一个目的是提供一种宽光谱响应、高催化活性和稳定性的MoS

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

(1)将钼源化合物、硫源化合物按一定的钼:硫摩尔比溶解在乙醇水溶液中，搅拌一段时间，将溶液转移至高压反应釜中；

(2)将步骤(1)所得溶液在高压反应釜中反应一段时间；

(3)将步骤(2)反应后所得沉淀冷却至室温，洗涤并离心收集，在一定温度下干燥，得到黑色产物MoS

(4)将步骤(3)所得黑色产物MoS

(5)将锌源化合物、铟源化合物、硫源化合物按一定的锌:铟:硫摩尔比加入水中搅拌溶解，制备ZnIn

(6)将步骤(5)所得混合液在一定温度下反应；

(7)将步骤(6)所得产物离心收集，用无水乙醇和去离子水洗涤，60～100℃下干燥8～16小时，得到MoS

本发明所涉及的步骤(1)中钼源化合物为Na

本发明所涉及的步骤(2)的反应温度为100～200℃，反应时间为16～48小时。

本发明所涉及的步骤(3)黑色产物的干燥温度为60～120℃，干燥时间为6-24小时。

本发明所涉及的步骤(4)黑色产物超声的时间为0.5～2小时。

本发明所涉及的步骤(5)中锌源化合物为ZnCl

本发明所涉及的步骤(6)中混合液的反应温度为100～250℃，反应时间为10～24小时。

本发明的第二个目的是提供采用上述方法制备得到的宽光谱响应的MoS

本发明的第三个目的是提供上述MoS

相比较于现有技术，本发明的优势和有益效果，如下：

(1)本发明通过简单水(溶剂)热法合成了多边形MoS

(2)本发明所述光催化剂简单水热法合成，制备工艺简单，不含贵金属价格低廉，有利于工业化生产。

(3)本发明合成的MoS

附图说明

图1(a)是ZnIn

图1(b)是MoS

图1(c)是MoS

图2是MoS

图3是MoS

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种宽可见光响应的非贵金属复合光催化剂MoS

将0.20g Na

将0.032g MoS

实施例2

将0.032g MoS

实施例3

将0.032g MoS

实施例4

将0.032g MoS

实施例5

将0.032g MoS

对比例1

将1mmol ZnCl

应用例1

将上述方式得到的MoS

上述结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，并不是对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不付出创造性劳动做出的各种修饰或变形仍在本发明的保护范围内。