【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机功能复合材料制备与应用领域，涉及一种具有锌、氧双空位的zno/zns复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、通过现有技术构筑zno/zns复合材料可以提升单一zno的光催化活性。
3、然而仅具有异质结的光催化剂因其表面缺乏对反应物的有效吸附位点，导致光生载流子利用率低，从而影响光催化裂解水制氢的效率。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种具有锌、氧双空位的zno/zns复合材料及其制备方法与应用，本专利技术提供的zno/zns复合材料不仅具有更高的比表面积，能够供更多表面活性位点，促进光催化分解水制氢；而且具有锌、氧双空位结构，可以缩短半导体的带隙，进而提高可见光的利用率。同时空位的存在又可以调节材料内部电子结构，来提高光催化活性。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
3、第一方面，一种具有锌、氧双空位的zno/zns复合材料，所述zno/zns复合材料为中空球状结构，且zno/zns复合材料的电子顺磁自振(epr)谱图中存在锌空位和氧空位的信号。
4、本专利技术提供的具有锌、氧双空位的zno/zns复合材料，拥有3d结构、较大的比表面积和优异的可见光活性等优势，同时zno和zns形成异质结结构具有内
5、本专利技术经过实验意外发现，与普通zno/zns复合材料相比，本专利技术提供的具有锌、氧双空位的zno/zns复合材料具有更显著的光催化制氢的活性，可由10.95mmol·g-1·h-1级(普通zno/zns复合材料)提升至132.51mmol·g-1·h-1级(本专利技术)。
6、第二方面，一种上述具有锌、氧双空位的zno@zns复合材料的制备方法，包括如下步骤：
7、将锌盐、模板剂、螯合剂混合后通过溶剂热法制成前驱体，然后将前驱体在空气氛围中煅烧获得zno空心球材料；
8、将所述zno空心球材料与硫脲分散在水中混合均匀，再进行水热处理，然后在惰性气氛中煅烧，即得。
9、本专利技术经过实验发现，将获得的zno/zns复合材料不仅能够具有氧空位，而且也能够产生锌空位，从而获得具有锌、氧双空位的zno@zns复合材料。
10、第三方面，一种上述具有锌、氧双空位的zno@zns复合材料在光催化分解水制氢中的应用。
11、本专利技术的有益效果为：
12、本专利技术制备的具有锌、氧双空位zno/zns复合材料首先采用水热离子交换法，获得zno/zns复合材料。相较于其他复合材料的制备方法更为简单、高效、节能，此外，复合材料因为是离子交换制备的所以其结构稳定，不易发生组分间的脱落，同时，界面间的紧密结合能够缩短光生载流子的传输距离。将离子交换获得的材料在还原性气氛氩气下进行煅烧处理即可获得具有锌、氧双空位的zno/zns复合材料。本专利技术中具有锌、氧双空位的zno/zns复合材料中的zno具有中空球状结构显著增大的比表面积，可提供更多反应活性位点，有利于反应物的吸附。同时，离子交换之后得到的zno/zns材料形成内部电场结构显著促进光生载流子的分离和迁移，提升其光催化性能。而且具有锌、氧双空位的zno/zns复合材料因其中的双空位结构可以调整材料内部的电子结构，所以拓展了材料的可见光吸收范围。以上特性的协同作用使得复合材料表现出优异的光催化活性。
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1.一种具有锌、氧双空位的ZnO/ZnS复合材料，其特征是，所述ZnO/ZnS复合材料为中空球状结构，且ZnO/ZnS复合材料的EPR谱图中存在锌空位和氧空位的信号。
2.如权利要求1所述的具有锌、氧双空位的ZnO/ZnS复合材料，其特征是，所述EPR谱图如图5所示。
3.一种权利要求1或2所述的具有锌、氧双空位的ZnO@ZnS复合材料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的具有锌、氧双空位的ZnO@ZnS复合材料的制备方法，其特征是，锌盐、模板剂、螯合剂的质量比为0.3～0.5:1:0.25～0.35。
5.如权利要求3所述的具有锌、氧双空位的ZnO@ZnS复合材料的制备方法，其特征是，溶剂热反应的溶剂为乙醇；
6.如权利要求3所述的具有锌、氧双空位的ZnO@ZnS复合材料的制备方法，其特征是，在空气氛围中煅烧的温度为450～550℃，煅烧时间为2.5～3.5h。
7.如权利要求3所述的具有锌、氧双空位的ZnO@ZnS复合材料的制备方法，其特征是，水热处理的温度为155～165℃，时间为
8.如权利要求3所述的具有锌、氧双空位的ZnO@ZnS复合材料的制备方法，其特征是，在惰性气氛中煅烧的温度为300～400℃，煅烧时间为2.5～3.5h。
9.一种权利要求1或2所述的具有锌、氧双空位的ZnO@ZnS复合材料在光催化分解水制氢中的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征是，将所述具有锌、氧双空位的ZnO@ZnS复合材料加入至含有硫化钠和亚硫酸钠的溶液中，混合均匀，进行光照。
...【技术特征摘要】
1.一种具有锌、氧双空位的zno/zns复合材料，其特征是，所述zno/zns复合材料为中空球状结构，且zno/zns复合材料的epr谱图中存在锌空位和氧空位的信号。
2.如权利要求1所述的具有锌、氧双空位的zno/zns复合材料，其特征是，所述epr谱图如图5所示。
3.一种权利要求1或2所述的具有锌、氧双空位的zno@zns复合材料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的具有锌、氧双空位的zno@zns复合材料的制备方法，其特征是，锌盐、模板剂、螯合剂的质量比为0.3～0.5:1:0.25～0.35。
5.如权利要求3所述的具有锌、氧双空位的zno@zns复合材料的制备方法，其特征是，溶剂热反应的溶剂为乙醇；
6.如权利要求3所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙彬，刘方璇，张宝龙，周国伟，刘子妍，刘兴朋，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：
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