【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光催化，尤其涉及一种镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂及其制备方法，以及该光催化剂在分解水制氢中的应用。
技术介绍
1、当前自然资源消耗日益加剧，环境污染和全球变暖也在严重影响人类的生存环境。太阳能驱动水分解产氢作为用来应对这些挑战的一种新型技术，具有高效、绿色、清洁等优点。硫化锌作为光催化剂，具有较高的电导率和理想的机械稳定性，在光催化产氢中得到了广泛的研究。但是硫化锌光催化剂带隙较大，导致其光催化产氢性能不佳。通过掺杂铜离子可以调控其带隙宽度，优化其对可见光的响应范围，提高光生载流子迁移速率，提升光催化产氢性能。尽管如此，铜掺杂硫化锌光催化剂表现出的光催化产氢性能仍然不理想。镍钼磷化物具有良好的导电性，借助镍钼金属之间的协同作用，可以进一步提高电导率，且在催化过程中，减少反应能垒和调整反应吸附能，在很大程度上影响光催化产氢性能。
2、因此将铜掺杂的硫化锌与镍钼磷化物结合制备复合光催化剂，可以有效地提高复合物的光吸收能力，促进电子-空穴的分离，进而提高其光催化分解水制氢效率。
3、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、为了提高铜掺杂硫化锌的光催化制氢能力，解决其光吸收范围较窄和电荷分离效率较低等问题，本专利技术提供一种以铜掺杂硫化锌为基底，将镍钼磷化物修饰于铜掺杂硫化锌表面的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂。同时本专利技术还提供镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂的制备方法及其在分解水制氢领域的应用。
2、本专利技术
3、(1)将适量的zn(no3)2·6h2o、ch4n2s、cu(no3)2·3h2o加入乙腈水溶液中，搅拌均匀后，转移至高压反应釜中，在200℃下反应6小时，将所得沉淀分别用去离子水和乙醇洗涤多次，直至上清液变为无色，将沉淀干燥，得到铜掺杂硫化锌；
4、(2)将适量的ni(no3)2·6h2o、nh4f、na2moo4·2h2o加入去离子水中，搅拌均匀后，转移至高压反应釜中，在150℃下反应6小时，将所得沉淀用去离子水洗涤多次，随后将沉淀干燥，得到钼酸镍前驱体；
5、(3)将步骤(2)中所述钼酸镍前驱体在氩气气氛下加热至600℃，煅烧2小时，得到钼酸镍；
6、(4)将步骤(3)中所述钼酸镍与红磷在10％氢氩混合气气氛下煅烧30分钟，得到镍钼磷化物；
7、(5)将镍钼磷化物与铜掺杂硫化锌分散于30ml无水乙醇中，在室温下搅拌后，加热至60℃搅拌蒸干，得到所述镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂。
8、优选的，所述步骤(1)中，zn(no3)2·6h2o、cu(no3)2·3h2o和ch4n2s的摩尔比为1:(0.045～0.065):(1.5～2.5)。
9、优选的，所述步骤(2)中，ni(no3)2·6h2o、na2moo4·2h2o和nh4f的摩尔比为1:(0.7～1.3):(0.8:1.2)。
10、优选的，所述步骤(3)中，所述反应的加热升温速率为4～6℃/min。
11、优选的，所述步骤(4)中，红磷的加入量为7.5～30mg，煅烧温度为500～700℃，所述反应的加热升温速率为10℃/min。
12、优选的，所述步骤(5)中，镍钼磷化物和铜掺杂硫化锌的质量比为(0.8～1.2):1。
13、优选的，所述步骤(5)中，将镍钼磷化物与铜掺杂硫化锌的混合溶液在室温下搅拌5～8小时。
14、本专利技术的另一目的在于提供上述镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂在光催化制氢中的应用。在光催化制氢测试中，使用300w氙灯作为光源，以曙红为光敏剂，三乙醇胺为牺牲剂，加入10mg光催化剂并全程开启磁力搅拌以维持催化剂悬浮分散，使用气相色谱仪(gc-2014)测定氢气产量。
15、与现有技术相比，本专利技术提供的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂的制备方法易于合成，原料来源广泛。使用本专利技术制备得到的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌作为光催化剂，其制氢效果相较于铜掺杂硫化锌有明显提高，3小时的光催化制氢量可以达到14638.99μmol·g-1，同时该材料具有良好的循环稳定性。
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1.一种用于光催化制氢的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，Zn(NO3)2·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O和CH4N2S的摩尔比为1:(0.045～0.065):(1.5～2.5)。
3.如权利要求1所述的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，Ni(NO3)2·6H2O、Na2MoO4·2H2O和NH4F的摩尔比为1:(0.7～1.3):(0.8:1.2)。
4.如权利要求1所述的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述反应的加热升温速率为4～6℃/min。
5.如权利要求1所述的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，红磷的加入量为7.5～30mg，煅烧温度为500～700℃，所述反应的加热升温速率为10℃/min。
6.如权利要求1所述的镍钼磷化物/铜掺
7.如权利要求1所述的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，将镍钼磷化物与铜掺杂硫化锌的混合溶液在室温下搅拌5～8小时。
8.如权利要求1所述的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂在光催化制氢中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于光催化制氢的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，zn(no3)2·6h2o、cu(no3)2·3h2o和ch4n2s的摩尔比为1:(0.045～0.065):(1.5～2.5)。
3.如权利要求1所述的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，ni(no3)2·6h2o、na2moo4·2h2o和nh4f的摩尔比为1:(0.7～1.3):(0.8:1.2)。
4.如权利要求1所述的镍钼磷化物/铜掺杂硫化锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述反...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩吉姝，刘倩，王昊，栾文倩，纪亭亭，王磊，赵瑞阳，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：
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