一种ReS2/CdS复合析氢材料及其制备方法技术

技术编号：41327122 阅读：5 留言：0更新日期：2024-05-13 15:04

本案涉及ReS<subgt;2</subgt;/CdS复合析氢材料及其制备方法，取CN<subgt;2</subgt;H<subgt;4</subgt;S和Cd(Ac)<subgt;2</subgt;·2H<subgt;2</subgt;O加水配制成前驱体溶液；将H<subgt;3</subgt;NO·HCl与NH<subgt;4</subgt;ReO<subgt;4</subgt;分别溶于前驱体溶液中，水热反应；离心分离，洗涤沉淀，收集固体真空干燥、研磨，获得ReS<subgt;2</subgt;/CdS复合析氢材料。本案通过简单的一次水热法成功的将ReS<subgt;2</subgt;负载在CdS上，提高了CdS的光解水产氢性能并且改善了CdS的光腐蚀问题，CdS与ReS<subgt;2</subgt;之间强大的相互作用促进了光生电子转移，从而抑制了电子空穴对的复合提高了CdS的活性位点，只需使用极少量的Re源就可以使得样品具有较好的析氢性能且性能稳定，节省了稀有金属Re的使用还可作为光催化剂材料应用于工业领域。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光催化材料的制备方法领域，涉及一种res2/cds复合析氢材料及其制备方法。

技术介绍

1、能源短缺成为全人类面临的一个巨大挑战。因此，寻求可再生、可持续、环境友好的新型能源显得尤为迫切。氢能的热值高且燃烧产物为水，因此氢能作为一种清洁的可再生能源具有很大的应用潜力。利用太阳光分解水催化制备氢气是解决能源危机的有效途径。在光解水产氢的半导体催化材料中，硫化镉(cds)具有合适能带能级能够满足h2析出的热力学要求，是一种良好的光催化剂。作为直接半导体材料，纯cds具有较强的光激发能力和载体复合能力，显示出较强的光腐蚀能力使得催化剂整体活性不是特别理想。因此，人们更加重视用其它材料对cds进行改性，以提高光催化剂的活性和稳定性。研究表明，半导体异质结构设计的这种方法是最有效改善cds活性和稳定性的方法之一，它们可以有效地控制电子的位置排列，激发活性位点，促进电荷传输效率的提高。

2、硫化铼(res2)是一种新型二维层状材料，有望取代其他二维层状材料。考虑到这一点，我们期望res2不仅是一种有效的光催化剂，而且可以替代贵金属的良好助催化剂来提高cds催化剂的活性，这可能为光催化h2的演化提供新的机会。目前。中国专利cn108855141b公开了一种res2/cds光催化剂及其制备方法和应用，为cds光催化产氢技术提供了一种全新的途径。然而该专利中的光催化剂是将高铼酸铵、硫代乙酰胺、六亚甲基四胺和硫化镉混合后水热反应制得；其中，硫化镉需要提前制备，即该制备方法需要分两步水热反应，增加了反应步骤；且六亚甲基四

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足之处，本专利技术提供了一种比例可调的res2/cds复合析氢材料的制备方法，其制备过程中不需要多次水热，制备方法简单还可大量生长，提高了反应效率，减少了稀有金属re的使用量，仅用1％的re便可以得到最优的res2/cds复合析氢材料，简单易行且节能高效。

2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：

3、一种res2/cds复合析氢材料的制备方法，包括如下步骤：

4、1)取cn2h4s和cd(ac)2·2h2o加水配制成前驱体溶液；

5、2)将h3no·hcl与nh4reo4分别溶于前驱体溶液中，搅拌后转移到聚四氟乙烯内衬中水热反应；反应结束后离心分离，并用去离子水和乙醇洗涤沉淀，收集固体真空干燥、研磨，获得res2/cds复合析氢材料。

6、进一步地，所述nh4reo4和cd(ac)2·2h2o的摩尔比为0.005～0.05:1。

7、进一步地，所述h3no·hcl的用量为nh4reo4摩尔质量的3～4倍。

8、进一步地，所述cn2h4s的用量为cd(ac)2·2h2o摩尔质量的5～6倍。

9、进一步地，所述水热温度为160℃～200℃，反应时间为20～24h。

10、与现有技术相比，本申请的有益效果是：本案使用简单的原材料，通过一次水热法就成功的将res2负载在cds上，不仅节约了金钱成本，同时也节约了时间成本。cds和res2形成异质结，强大的相互作用促进了光生电子转移，从而抑制了电子空穴对的复合提高了cds的活性位点。结果表明，由于助催化剂res2的存在，在没有贵金属催化剂的前提下cds的制氢活性显著提高并且大大解决了cds的光腐蚀问题。此方法制备工艺简单，节能高效，并且只需使用极少量的re源就可以使得样品具有较好的析氢性能且性能稳定，仅需要使用1％的re便可以使得res2/cds复合材料的光催化产氢性能达到103mmol/g/h，节省了稀有金属re的使用还可作为光催化剂材料应用于工业领域。

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【技术保护点】

1.一种ReS2/CdS复合析氢材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的ReS2/CdS复合析氢材料的制备方法，其特征在于，所述NH4ReO4和Cd(Ac)2·2H2O的摩尔比为0.005～0.05:1。

3.如权利要求1所述的ReS2/CdS复合析氢材料的制备方法，其特征在于，所述H3NO·HCl的用量为NH4ReO4摩尔质量的3～4倍。

4.如权利要求1所述的ReS2/CdS复合析氢材料的制备方法，其特征在于，所述CN2H4S的用量为Cd(Ac)2·2H2O摩尔质量的5～6倍。

5.如权利要求1所述的ReS2/CdS复合析氢材料的制备方法，其特征在于，所述水热温度为160℃～200℃，反应时间为20～24h。

6.如权利要求1-5中任一项所述的制备方法制得的ReS2/CdS复合析氢材料。

【技术特征摘要】

1.一种res2/cds复合析氢材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的res2/cds复合析氢材料的制备方法，其特征在于，所述nh4reo4和cd(ac)2·2h2o的摩尔比为0.005～0.05:1。

3.如权利要求1所述的res2/cds复合析氢材料的制备方法，其特征在于，所述h3no·hcl的用量为nh4reo4摩尔质量的3～4倍。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宁，曾祥华，左磊，孙清华，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：

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