一种复合材料及其制备方法和在可见光分解水产氢中的应用技术

本发明专利技术提供了一种复合材料方法及其制备和在可见光分解水产氢中的应用，采用所述方法制备得到的复合材料具有少层甚至超薄非晶结构的MoS2包覆层以增加活性位点的数量，从而促进光催化活性的提高；另外，通过利用Cd1‑xZnxS/MoS2进行光照反应来原位负载NiOy，避免常规NiOy负载所需进行的热处理过程对硫化物催化剂的结构造成破坏；所述制备方法简单可控，且所述方法制备得到的复合材料在可见光下无需负载贵金属即可实现光催化分解水产氢的目的，大大降低了能耗和成本，制备得到的复合材料催化活性高达225mmol·h

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料及其制备方法和在可见光分解水产氢中的应用
本专利技术属于无机纳米材料领域，具体涉及一种Cd1-xZnxS/MoS2/NiOy复合材料及其制备方法和在可见光分解水产氢中的应用。
技术介绍
近年来，人类社会的高速发展使得能源的需求量在不断攀升，然而，由于化石燃料的不可再生性，长此以往化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭。而且，化石燃料在燃烧过程中产生的各种有害气体和固体废弃物已经造成了严重的环境问题。因此，新型洁净的可替代能源的开发利用已经成为当前科学研究所关注的重点。氢气作为一种新兴的能源载体，它具有很高的能量密度，而且氢气的燃烧产物为水分子不会对环境造成污染，从而使其成为新世纪理想的绿色环保能源。但是，从不可再生的碳氢化合物(煤、石油、天然气)制备氢气，不是可持续生产氢能源的长久之计，并且会产生污染环境的CO2、CO等副产物。相比之下，水来源丰富，可再生，因此裂解水产氢是一种有前景和可持续的制氢途径。此外，太阳光取之不尽用之不竭，通过利用可再生的太阳能进行光催化分解水产氢具有巨大的应用潜力，是一种最为理想的制氢技术。当前，光催化分解水制氢技术所要解决的核心问题是新型高效的光催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有MoS2和NiOy的Cd1‑xZnxS固溶体复合材料，记为Cd1‑xZnxS/MoS2/NiOy，其中，0≤x≤1，0≤y≤1.5；所述复合材料的基底为一维的Cd1‑xZnxS固溶体纳米晶，其上有厚度可控以及缺陷丰富的MoS2包覆层，所述包覆层上负载有NiOy。

【技术特征摘要】
1.一种含有MoS2和NiOy的Cd1-xZnxS固溶体复合材料，记为Cd1-xZnxS/MoS2/NiOy，其中，0≤x≤1，0≤y≤1.5；所述复合材料的基底为一维的Cd1-xZnxS固溶体纳米晶，其上有厚度可控以及缺陷丰富的MoS2包覆层，所述包覆层上负载有NiOy。2.根据权利要求1所述的含有MoS2和NiOy的Cd1-xZnxS固溶体复合材料，其特征在于，0≤x≤0.85，例如0≤x≤0.50，进一步例如0≤x≤0.15。优选地，所述MoS2包覆层的层数为1-6层；所述MoS2包覆层的厚度为2-5纳米。优选地，所述MoS2的负载量为0.01-10wt％，例如为0.05-8wt％，还例如为0.1-5wt％，进一步例如为0.1-1wt％。优选地，所述NiOy的负载量为0.1-10wt％，例如为0.5-8wt％，还例如为1-5wt％。优选地，所述NiOy以颗粒状的形态负载在MoS2包覆层表面。优选地，所述Cd1-xZnxS固溶体纳米晶的直径为30-50纳米，长度为400纳米-15微米。3.权利要求1或2所述的含有MoS2和NiOy的Cd1-xZnxS固溶体复合材料的制备方法，其包括如下步骤：1)制备Cd1-xZnxS固溶体纳米晶，其中0≤x≤1；2)将步骤1)的Cd1-xZnxS固溶体纳米晶、钼酸铵和硫脲分散于有机溶剂中，进行溶剂热反应，制备得到Cd1-xZnxS/MoS2复合材料；3)将步骤2)的Cd1-xZnxS/MoS2复合材料分散于含有牺牲剂的乙酸镍水溶液中，光照原位沉积，制备得到所述复合材料Cd1-xZnxS/MoS2/NiOy，其中0≤y≤1.5。4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，步骤1)中，所述Cd1-xZnxS固溶体纳米晶的制备是采用使用乙二胺的溶剂热法进行制备。优选地，所述Cd1-xZnxS固溶体纳米晶优选采用如下方法制备得到：S1、将硝酸镉、硝酸锌和升华硫溶解在乙二胺中，制备得到前驱体溶液；S2、将步骤S1的前驱体溶液进行溶剂热反应，制备得到Cd1-xZnxS固溶体纳米晶。5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，步骤S1中，硝酸镉、硝酸锌和升华硫的摩尔比为(1.7～2.0)：(0～0.3)：(2.0～5.0)；步骤S1中，硝酸镉与乙二胺的摩尔体积比为(1.7～2.0)：(20～40)，单位为(mmol)：(mL)；步骤S1中，所述溶解过程可以在超声条件下进行；步骤S2中，所述溶剂热反应在聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中进行；步骤S2中，所述溶剂热反应是在160～220摄氏度条件下反应8～15小时；优选地，所述反应还包括如下步骤：S3、待溶剂热反应结束后，冷却至室温，溶液中固体产物经离心分离后用水和乙醇交替洗涤三次后，于60～90摄氏度的真空烘箱中干燥3～8小时，得到一维的Cd1-xZnxS固溶体纳米晶。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述Cd1-xZnxS固溶体纳米晶具体采用如下方法制备得到：S1、将硝酸镉(1.7～2.0毫摩尔)、硝酸锌(0～0.3毫摩尔)和升华硫(2.0～5.0毫摩尔)依次加入到20～40毫升乙二胺溶剂中进行超声溶解，然后搅拌均匀得到前驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎艳艳，林海峰，孙博文，阮芹芹，吴家坤，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37