一种富含硫空位硫化锌铟与氮掺杂纳米多孔石墨烯复合的2D/3D异质结构光催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种富含硫空位硫化锌铟与氮掺杂纳米多孔石墨烯复合的2D/3D异质结构光催化剂，所述光催化剂为富含硫空位的二维ZnIn2S4纳米片化学锚定至氮掺杂纳米多孔石墨烯上构成几何构型良好的2D/3D层级异质结结构；将富含硫空位的二维ZnIn2S4纳米片(Vs

【技术实现步骤摘要】
一种富含硫空位硫化锌铟与氮掺杂纳米多孔石墨烯复合的2D/3D异质结构光催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光催化太阳能转化领域，具体涉及一种富含硫空位硫化锌铟与氮掺杂纳米多孔石墨烯复合的2D/3D异质结构光催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]基于环境污染和能源危机的社会现状，高效利用可持续的太阳能已成为未来能源发展的重要课题。利用低成本的光催化裂解水技术制取清洁燃料氢能无论从理论还是应用角度都具有广阔前景。ZnIn2S4是一种典型的具有d
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电子构型的AB2X4族半导体，具有源于窄带隙的优良可见光吸收能力和适用于光催化析氢的热力学电位。同时，与典型的金属硫化物(如CdS、Sb2S3)相比，其毒性更小，因此更适用于环境优化的实际应用场景。然而，原始的过渡金属硫化物光催化剂总是容易发生载流子的快速复合，受到光生空穴引起的光腐蚀，这将对光催化活性和稳定性造成不可忽视的消极影响。这些短板将大大降低光催化效率不利于大批量开发应用。因此，采取适当的措施克服光腐蚀，加速光生载流子的分离和迁移动力学对于改善光催化性能是至关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富含硫空位硫化锌铟与氮掺杂纳米多孔石墨烯复合的2D/3D异质结构光催化剂，其特征在于：所述光催化剂为富含硫空位的二维ZnIn2S4纳米片化学锚定至氮掺杂纳米多孔石墨烯上构成几何构型良好的2D/3D层级异质结结构。2.根据权利要求1所述的富含硫空位硫化锌铟与氮掺杂纳米多孔石墨烯复合的2D/3D异质结构光催化剂，其特征在于：所述氮掺杂纳米多孔石墨烯与ZnIn2S4的质量比为0.1～2.0。3.根据权利要求1所述的富含硫空位硫化锌铟与氮掺杂纳米多孔石墨烯复合的2D/3D异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，通过化学气相沉积法制备氮掺杂纳米多孔石墨烯的步骤；S2，制备富含硫空位的硫化锌铟反应前驱溶液，并通过水热法以氮掺杂纳米多孔石墨烯为支撑基质自组装成富含硫空位硫化锌铟/氮掺杂纳米多孔石墨烯异质结构复合材料。4.根据权利要求3所述的富含硫空位硫化锌铟与氮掺杂纳米多孔石墨烯复合的2D/3D异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S1中，氮掺杂纳米多孔石墨烯的制备包括以下步骤：a.将微米尺度厚的Ni
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Mn
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合金溶解于铵盐溶液中，得到纳米多孔Ni模板，然后在乙醇或去离子水中洗涤后在室温下干燥，制得干燥的纳米多孔Ni模板；b.将干燥的纳米多孔Ni模板置于管式炉石英管中退火处理，制得退火后纳米多孔Ni模板；c.在退火后纳米多孔Ni模板上采用化学气相沉积法进行石墨烯生长，得到纳米多孔Ni支撑的三维氮掺杂纳米多孔石墨烯；d.将所得纳米多孔Ni支撑的三维材料置于酸中溶解，脱去Ni模板后获得自支撑纳米多孔氮掺杂石墨烯，然后经洗涤并采用超临界干燥或冷冻干燥手段以维持良好拓扑形貌，得到干燥的自支撑纳米多孔氮掺杂石墨烯。5.根据权利要求4所述的富含硫空位硫化锌铟与氮掺杂纳米多孔石墨烯复合的2D/3D异质结构光催化剂的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永政，袁纯玉，张凯悦，陈雪，吕慧君，殷鸿飞，付吉永，张平，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：