System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种光催化剂及其制备方法和应用技术_技高网

一种光催化剂及其制备方法和应用技术

技术编号:39959006 阅读:7 留言:0更新日期:2024-01-08 23:53
本发明专利技术涉及光催化剂技术领域,尤其涉及一种光催化剂及其制备方法和应用。本发明专利技术提供了一种光催化剂,包括交替排列的六方硫化镉和立方硫化镉。本发明专利技术所述光催化剂具有串联异相结结构的硫化镉能有效提高硫化镉催化剂有利于电荷的有效分离和迁移,从而显著提高其光催化活性,与单一晶相硫化镉及无串联异相结结构的硫化镉相比,本发明专利技术所述的光催化剂的光催化活性得到显著提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光催化剂,尤其涉及一种光催化剂及其制备方法和应用


技术介绍

1、随着全球能源危机和环境问题的日益严重,光催化分解水制氢作为一种清洁、高效和可再生的替代化石燃料的能源,引起了人们的广泛关注。在各种制氢技术中,以太阳能等可再生能源为动力的光催化制氢是实现氢经济的最有前途的方法之一。目前,许多半导体光催化剂如硫化物、氮化物、金属/金属氧化物等材料已被研究。

2、硫化镉由于具有良好的可见光响应能力和合适的禁带,在高性能的太阳能光催化材料中脱颖而出。然而,光催化反应过程中,光诱导电子-空穴对的快速复合和严重的光腐蚀等问题仍然限制了硫化镉光催化剂的析氢效率。目前,异质结构的构建已被证明是抑制金属-硫化物光催化剂光腐蚀的解决方案之一,通过抑制结构还可以限制增强广生电子-空穴对的分离效率。另外,在同一半导体的不同晶型之间形成的异相结,而异相结界面处形成的空间电场有利于电子-空穴的分离。但从实际应用的角度来看单一的异相结结构的电子-空穴的分离效率还远远不够。如果异相结能够串联排列,那么电子-空穴的分离效率还远远不够。如果异相结能够串联排列,那么电子和空穴能够多相之间传递,从而能够更显著增强光生电子-空穴对的分离,进而可以显著提高半导体光催化活性。cds有两种不同的晶相:六方硫化镉(h-cds)和立方硫化镉(c-cds),原子排列的差异赋予了它们不同的电子结构,从而表现处独特的能带特性。根据文献调研和实验发现六方硫化镉(h-cds)和立方硫化镉(c-cds)之间形成异相结结构,有助于光生电子-空穴的分离效率,但这种简单的异相结结构还是不够的。因此,探索如何将异相结结构进行精细调控,从而进一步的提升光生电荷分离效率是一个重大挑战。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种光催化剂及其制备方法和应用,所述光催化剂具有较高的光生电荷分离效率进而具有更高的光催化性能。

2、为了实现上述专利技术目的,本专利技术提供以下技术方案:

3、本专利技术提供了一种光催化剂,包括交替排列的六方硫化镉和立方硫化镉。

4、优选的,所述六方硫化镉和立方硫化镉的质量比为(1~10):(1~49)。

5、本专利技术还提供了上述技术方案所述的光催化剂的制备方法,包括以下步骤:

6、将硫源、镉金属盐和水混合,得到混合液;

7、将所述混合液进行水热处理,得到所述光催化剂。

8、优选的,所述混合包括将硫源和水混合后,加入所述镉金属盐。

9、优选的,所述硫源包括硫代乙酰胺、硫脲和硫化钠中的一种或几种。

10、优选的,所述镉金属盐包括硝酸镉、乙酸镉和氯化镉中的一种或几种。

11、优选的,所述硫源中的硫和镉金属盐中的镉的摩尔比为(0.7~3):1。

12、优选的,所述混合液中的硫源的浓度为0.01~0.06mol/l。

13、优选的,所述水热处理的温度为160~180℃,时间为100~168h。

14、本专利技术还提供了上述技术方案所述的光催化剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的光催化剂在光催化水分解领域中的应用。

15、本专利技术提供了一种光催化剂,包括交替排列的六方硫化镉和立方硫化镉。其中原子排列的差异赋予了它们不同的电子结构,从而表现出独特的能带特性。本专利技术所述光催化剂具有串联异相结结构的硫化镉,能够实现能带弯曲的梯度分布,优化光生载流子在传输过程中的动力学行为,能有效提高硫化镉催化剂有利于电荷的有效分离和迁移,从而显著提高其光催化活性,与单一晶相硫化镉及无串联异相结结构的硫化镉相比,本专利技术所述的光催化剂的光催化活性得到显著提高。

16、本专利技术还提供了上述技术方案所述的光催化剂的制备方法,包括以下步骤:将硫源、镉金属盐和水混合,得到混合液;将所述混合液进行水热处理,得到所述光催化剂。所述制备方法简单、易操作和成本低廉。

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【技术保护点】

1.一种光催化剂,其特征在于,包括交替排列的六方硫化镉和立方硫化镉。

2.如权利要求1所述的光催化剂,其特征在于,所述六方硫化镉和立方硫化镉的质量比为(1~10):(1~49)。

3.权利要求1或2所述的光催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述混合包括将硫源和水混合后,加入所述镉金属盐。

5.如权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于,所述硫源包括硫代乙酰胺、硫脲和硫化钠中的一种或几种。

6.如权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于,所述镉金属盐包括硝酸镉、乙酸镉和氯化镉中的一种或几种。

7.如权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于,所述硫源中的硫和镉金属盐中的镉的摩尔比为(0.7~3):1。

8.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述混合液中的硫源的浓度为0.01~0.06mol/L。

9.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述水热处理的温度为160~180℃,时间为100~168h。

10.权利要求1或2所述的光催化剂或权利要求3~9任一项所述制备方法制备得到的光催化剂在光催化水分解领域中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种光催化剂,其特征在于,包括交替排列的六方硫化镉和立方硫化镉。

2.如权利要求1所述的光催化剂,其特征在于,所述六方硫化镉和立方硫化镉的质量比为(1~10):(1~49)。

3.权利要求1或2所述的光催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述混合包括将硫源和水混合后,加入所述镉金属盐。

5.如权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于,所述硫源包括硫代乙酰胺、硫脲和硫化钠中的一种或几种。

6.如权利要求3或4所述的制备方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:张静李梦瑶尹金城
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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