【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光催化，具体为一种基于ceo2修饰的mn1-xcdxs光催化剂及制备方法和应用。
技术介绍
1、自工业革命以来，随着全球各地对煤、石油、天然气等化石能源的大规模燃烧，一方面能源的不断消耗，造成能源的极度紧缺；另一方面环境也正在面临着严重的污染与破坏，理想的清洁新能源亟需被开发与利用。氢能作为国家战略性能源，一直有零碳排放、应用广泛、热值高的美誉，因此也成为了遏制环境问题；同时解决能源危机的清洁新能源。从现代的产氢方法来看，利用化石能源重整和电催化产氢等传统手段，因其对环境造成巨大的污染及对能源造成极大的消耗等不足不利于长期持久地开发与使用；与此同时，随着光催化技术的不断革新，光催化技术分解水产生氢气的技术凭借着可以直接利用太阳光，以及其能耗低的优势在众多产氢手段中脱颖而出。自1972年fujishima和hond发现tio2并成功应用在光催化分解水产生氢气和氧气以来，光催化技术被广泛应用于新能源的方向，然而光催化材料目前依旧存在太阳光利用率低，量子效率低的不足，因此如何改善促进光生电荷的产生及其分离和扩展光吸收范围从而研制一种高效稳定的光催化技术尤为重要。
2、光催化技术在被广泛地关注的同时，随之光催化材料的种类也层出不穷。mn1-xcdxs固溶体作为一种双金属硫化物固溶体光催化材料，凭借着其简单易得、可见光响应、禁带宽度适中和光催化活性较高的优势在众多光催化材料中表现突出，但是mn1-xcdxs固溶体光催化材料依旧存在界面内电子-空穴迁移动力不足等不利因素限制了该催化剂在在工业领域的持续发展和广泛应用
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于ceo2修饰的mn1-xcdxs光催化剂及制备方法和应用，以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于ceo2修饰的mn1-xcdxs异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，所述异质结光催化剂通过两步溶剂热法合成的，通过第一步通过cd(no3)2·4h2o、乙二胺和硫脲溶剂热前加入相应浓度的高锰酸钾溶液合成mn1-xcdxs，第二步将第一步合成的合成mn1-xcdxs与ce(no3)3·6h2o再进行溶剂热法合成ceo2@mn1-xcdxs光催化剂；ceo2@mn1-xcdxs异质结光催化剂有效改善界面内电子-空穴迁移动力不足的问题，增强了光催化剂的活性。在第二步溶剂热法的过程中，引入ceo2，与mn1-xcdxs光催化材料构筑了异质结，拥有更负的导带位置，从而拥有更强还原能力参与析氢反应；与此同时通过一系列的光电性能测试的比较，ceo2@mn1-xcdxs光催化剂拥有较高的电子传输效率和载流子迁移与分离效率和较低的载流子复合效率，更加有利于光催化产氢性能。
3、进一步的，所述基于ceo2修饰的mn1-xcdxs异质结光催化剂的制备方法包括：将干燥完成的mn1-xcdxs纳米棒固溶体和ce(no3)3·6h2o混合分散在水热反应釜中，进行溶剂热反应，将所得的反应产物静置后离心分离、洗涤、干燥即可得ceo2@mn1-xcdxs。
4、进一步的，所述mn1-xcdxs纳米棒固溶体0.2-0.4g，ce(no3)3·6h2o0.1-0.8g，反应温度为180℃-200℃，反应时间为10h-14h。
5、进一步的，所述mn1-xcdxs纳米棒固溶体的制备方法为：首先将cd(no3)2·4h2o、硫脲置于乙二胺中常温磁力搅拌分散，得到混合分散液；将所得的混合液转移至水热反应釜中，逐滴加入配置好的高锰酸钾溶液后进行反应，将所得的反应产物静置后离心分离、洗涤、干燥即可得mn1-xcdxs纳米棒
6、进一步的，所述cd(no3)2·4h2o质量为0.5-0.6g，硫脲质量为0.3-0.4g，乙二胺10-20ml，配置好的高锰酸钾溶液溶度为20-40mg/ml，滴加容量10-30ml，所述的搅拌时间为30-60min。
7、进一步的，所述反应温度为140℃-200℃，反应时间为40h-50h。
8、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
9、1、本专利技术的优点在于基于ceo2修饰的mn1-xcdxs异质结光催化剂及制备方法，合成ceo2@mn1-xcdxs光催化剂是通过溶剂热法，两步合成的；首先通过第一步通过cd(no3)2·4h2o、乙二胺和硫脲溶剂热前加入相应浓度的高锰酸钾溶液合成mn1-xcdxs，第二步将第一步合成的合成mn1-xcdxs与ce(no3)3·6h2o再进行溶剂热法合成ceo2@mn1-xcdxs光催化剂；ceo2@mn1-xcdxs异质结光催化剂有效改善界面内电子-空穴迁移动力不足的问题，增强了光催化剂的活性；在第二步溶剂热法的过程中，引入ceo2，与mn1-xcdxs光催化材料构筑了异质结，拥有更负的导带位置，从而拥有更强还原能力参与析氢反应；与此同时通过一系列的光电性能测试的比较，ceo2@mn1-xcdxs光催化剂拥有较高的电子传输效率和载流子迁移与分离效率和较低的载流子复合效率，更加有利于光催化产氢的性能。
10、2、整个制备过程操作简便，原料易得，对溶剂热方法无特殊要求，且催化剂性能优良且稳定，易于大批量生产与使用。
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1.一种基于CeO2修饰的Mn1-XCdXS异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，所述异质结光催化剂通过两步溶剂热法合成的，第一步通过溶剂热合成Mn1-XCdXS光催化纳米棒，第二步将第一步合成的Mn1-XCdXS与Ce(NO3)3·6H2O再进行溶剂热法合成CeO2@Mn1-XCdXS光催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种基于CeO2修饰的Mn1-XCdXS异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，所述基于CeO2修饰的Mn1-XCdXS异质结光催化剂的制备方法包括：将干燥完成的Mn1-XCdXS纳米棒固溶体和Ce(NO3)3·6H2O混合分散在水热反应釜中，进行溶剂热反应，将所得的反应产物静置后离心分离、洗涤、干燥即可得CeO2@Mn1-XCdXS。
3.根据权利要求2所述的一种基于CeO2修饰的Mn1-XCdXS异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，所述Mn1-XCdXS纳米棒固溶体0.2-0.4g，Ce(NO3)3·6H2O0.1-0.8g，反应温度为180℃-200℃，反应时间为10h-14h。
4.根据权利要求2所述的一种基于CeO2
5.根据权利要求4所述的一种基于CeO2修饰的Mn1-XCdXS异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，所述Cd(NO3)2·4H2O质量为0.5-0.6g，硫脲质量为0.3-0.4g，乙二胺10-20mL，配置好的高锰酸钾溶液溶度为20-40mg/mL，滴加容量10-30mL，所述的搅拌时间为30-60min。
6.根据权利要求4所述的一种基于CeO2修饰的Mn1-XCdXS异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，所述反应温度为140℃-200℃，反应时间为40h-50h。
...【技术特征摘要】
1.一种基于ceo2修饰的mn1-xcdxs异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，所述异质结光催化剂通过两步溶剂热法合成的，第一步通过溶剂热合成mn1-xcdxs光催化纳米棒，第二步将第一步合成的mn1-xcdxs与ce(no3)3·6h2o再进行溶剂热法合成ceo2@mn1-xcdxs光催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种基于ceo2修饰的mn1-xcdxs异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，所述基于ceo2修饰的mn1-xcdxs异质结光催化剂的制备方法包括：将干燥完成的mn1-xcdxs纳米棒固溶体和ce(no3)3·6h2o混合分散在水热反应釜中，进行溶剂热反应，将所得的反应产物静置后离心分离、洗涤、干燥即可得ceo2@mn1-xcdxs。
3.根据权利要求2所述的一种基于ceo2修饰的mn1-xcdxs异质结光催化剂的制备方法，其特征在于，所述mn1-xcdxs纳米棒固溶体0.2-0.4g，ce(no3)3·6h2o0.1-0.8g，反应温度为180℃-200℃，反应时...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫曌，殷蕾，张锦源，许晖，严鹏程，孙培培，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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