【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机催化剂领域，特别涉及一种铜掺杂硫化锌镉(zn0.5cd0.5s)复合可见光催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、自从“碳中和”和“碳排放”被提出以来，国家加快提出了清洁能源和可再生能源的发展政策。其中，氢能因其能源的热值高，生成物无污染等特点，受到了国家与广大学者的关注，氢气来源分为灰氢、蓝氢与绿氢。其中灰氢在产生氢气的同时，也会排放二氧化碳，蓝氢在灰氢的基础上使用了碳捕捉的手段，降低了碳排放，而绿氢是利用可再生能源如太阳能，风能等产生氢气，过程基本不产生碳排放。金属硫化物在光催化制氢中具有巨大的应用潜力，其中最典型的有zn0.5cd0.5s，znin2s4等。
2、zn0.5cd0.5s具有合适的能带间隙，较好的抗光腐蚀和可见光响应能力，但是单纯的zn0.5cd0.5s进行光催化制氢时，光生载流子复合较快、稳定性较差导致制氢效果的不理想。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种铜(cu)掺杂硫化锌镉(zn0.5cd0.5s)复合可见光催化剂及其制备方法。相比其他金属而言，cu掺杂zn0.5cd0.5s，铜的价位偏移，在zn0.5cd0.5s中掺杂形成缺陷结构，降低了zn0.5cd0.5s光生载流子的复合速率，增强了催化剂的耐腐蚀度，并提高了光催化的活性。
2、本专利技术提供了一种铜(cu)掺杂硫化锌镉(zn0.5cd0.5s)复合可见光催化剂，通过先将锌源、镉源、硫源混合生成zn0.5cd0.5s前驱液，
3、本专利技术还提供了一种铜(cu)掺杂硫化锌镉(zn0.5cd0.5s)复合可见光催化剂的制备方法，具体步骤如下：
4、(1)将乙酸锌(zn(ch3coo)2·2h2o)和乙酸镉(cd(ch3coo)2·2h2o)溶解于去离子水中，在上述溶液中加入硫化钠(nas·9h2o)溶液，搅拌2-3h，生成zn0.5cd0.5s前驱液。
5、(2)在上述溶液中加入一定量的硝酸铜(cu(no3)2·3h2o)溶液，搅拌10min使均匀。
6、(3)将上述溶液倒入不锈钢高压反应釜中，在160℃烘箱中反应4-6h；
7、(4)等待冷却后，将其倒入离心管，在3000rpm下离心3次，每次5min，每次离心加入去离子水，离心一次倒掉上端废水，然后重新倒入去离子水；将离心后的沉淀物倒入玻璃皿中，然后放入60℃真空烘箱中烘干，即得铜掺杂zn0.5cd0.5s复合可见光催化剂固体颗粒，然后利用研磨器研磨成粉末。
8、进一步的，步骤(1)中乙酸锌、乙酸镉和硫化钠的摩尔比为5:5:12。
9、进一步的，步骤(1)的体系中，乙酸锌的摩尔浓度为0.025mol/l，乙酸镉的摩尔浓度为0.025mol/l，硫化钠的摩尔浓度为0.05mol/l。
10、进一步的，步骤(2)中，硝酸铜(cu(no3)2·3h2o)溶液为0.1mol/l，其加入量分别为4.72ml，9.48ml，14.22ml，18.96ml，分别对应cu掺杂比5wt％，10wt％，15wt％，20wt％。
11、本专利技术还提供了上述cu/zn0.5cd0.5s复合可见光催化剂在光催化制氢中的应用，具体的，铜(cu)掺杂硫化锌镉(zn0.5cd0.5s)复合可见光催化剂光催化实验步骤为：将cu/zn0.5cd0.5s复合可见光催化剂、牺牲剂和去离子水混合，在300w氙灯照射下进行实验，利用25℃冷却水循环，利用气相色谱仪检测氢气的产量。其中，牺牲剂为亚硫酸钠和硫化钠，亚硫酸钠与硫化钠的摩尔比为7:6；催化剂的用量为2g/l。
12、本专利技术提供的铜(cu)掺杂硫化锌镉(zn0.5cd0.5s)复合可见光催化剂具有较高光催化产氢活性，相较于硫化锌镉(zn0.5cd0.5s)光催化剂具有较高的产氢率，且制备方法简单，具有一定的应用价值。
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1.一种铜掺杂Zn0.5Cd0.5S复合可见光催化剂，其特征在于，所述铜掺杂Zn0.5Cd0.5S复合可见光催化剂通过先将锌源、镉源、硫源混合生成Zn0.5Cd0.5S前驱液，再加入铜源后进行水热反应制得，其中铜元素的掺杂量为Zn0.5Cd0.5S质量的5wt％～20wt％。
2.一种如权利要求1所述的铜掺杂Zn0.5Cd0.5S复合可见光催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的铜掺杂Zn0.5Cd0.5S复合可见光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中乙酸锌、乙酸镉和硫化钠的摩尔比为5:5:12。
4.根据权利要求2所述的铜掺杂Zn0.5Cd0.5S复合可见光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)的体系中，乙酸锌的摩尔浓度为0.025mol/L，乙酸镉的摩尔浓度为0.025mol/L，硫化钠的摩尔浓度为0.05mol/L。
5.根据权利要求2所述的铜掺杂Zn0.5Cd0.5S复合可见光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，硝酸铜溶液的摩尔浓度为0.1mol/L。
6.一种如权利
...【技术特征摘要】
1.一种铜掺杂zn0.5cd0.5s复合可见光催化剂，其特征在于，所述铜掺杂zn0.5cd0.5s复合可见光催化剂通过先将锌源、镉源、硫源混合生成zn0.5cd0.5s前驱液，再加入铜源后进行水热反应制得，其中铜元素的掺杂量为zn0.5cd0.5s质量的5wt％～20wt％。
2.一种如权利要求1所述的铜掺杂zn0.5cd0.5s复合可见光催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的铜掺杂zn0.5cd0.5s复合可见光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中乙酸锌、乙酸镉和硫化钠的摩尔比为5:5:12。
【专利技术属性】
技术研发人员：陈海飞，朱雨威，杨洁，武靖，蒋绿林，于海龙，孙运兰，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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