一种金属Cu单原子复合Cu+掺杂ZnIn2S4光催化剂的制备及其在光解水制氢中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种金属Cu单原子复合Cu<supgt;+</supgt;掺杂ZnIn<subgt;2</subgt;S<subgt;4</subgt;光催化剂的制备及其在光解水制氢中的应用，属于光催化技术领域。首先，采用溶剂热法，将Cu<supgt;+</supgt;掺杂进ZnIn<subgt;2</subgt;S<subgt;4</subgt;中，再通过NaBH<subgt;4</subgt;浸泡还原，使部分掺杂在ZnIn<subgt;2</subgt;S<subgt;4</subgt;表面的Cu<supgt;+</supgt;被还原浸出，形成金属Cu单原子和Cu/In/S空位簇。Cu<supgt;+</supgt;掺杂离子和Cu/In/S空位簇在ZnIn<subgt;2</subgt;S<subgt;4</subgt;中诱导形成贫电子区，而S空位和金属Cu单原子则在ZnIn<subgt;2</subgt;S<subgt;4</subgt;中诱导形成富电子区，从而在ZnIn<subgt;2</subgt;S<subgt;4</subgt;中产生大量不同荷电状态的局域电场，加速光生载流子的转移和分离，使ZnIn<subgt;2</subgt;S<subgt;4</subgt;的光催化性能显著提高，所制备的金属Cu单原子复合Cu<supgt;+</supgt;掺杂ZnIn<subgt;2</subgt;S<subgt;4</subgt;光催化剂的可见光解水制氢速率可达到62.54～70.58mmol·g<supgt;‑1</supgt;·h<supgt;‑1</supgt;。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光催化，具体涉及一种金属cu单原子复合cu+掺杂znin2s4光催化剂的制备及其在光解水制氢中的应用。

技术介绍

1、光解水制氢技术为实现“碳达峰”和“碳中和”目标提供了一条有前景的途径，然而，高效光催化剂的匮乏使该技术目前仍然停留在实验室研究阶段。探索新型且有效的改性手段以提高现有光催化剂的分解水制氢效率，是打破光解水制氢技术工业化应用瓶颈的重要途径。

2、三元金属硫属化合物半导体znin2s4具有可见光吸收性好、光物理和化学稳定性高以及制备方法简单等优势，是一种极具开发前景的光催化材料。然而，受制于低效的光生载流子迁移和分离效率以及缓慢的表面反应动力学，本征znin2s4的光解水制氢效率并不高，因此，系列改性手段被用来克服znin2s4的固有缺陷以提高其光解水制氢性能，这也是目前光催化领域的研究热点之一。shi等人通过在znin2s4表面修饰单原子pt，使znin2s4的光解水制氢速率从0.98mmol·g-1·h-1提高至17.5mmol·g-1·h-1。机理研究结果表明，单原子pt在znin2s4表面的生长为光生载流子的转本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金属Cu单原子复合Cu+掺杂ZnIn2S4光催化剂的制备及其在光解水制氢中的应用，其特征在于该光催化剂采用以下方法制备：

2.如权利要求1中所述一种金属Cu单原子复合Cu+掺杂ZnIn2S4光催化剂的制备及其在光解水制氢中的应用，其特征在于，随着Cu+的掺杂，ZnIn2S4中产生S空位，经NaBH4还原后中，部分掺杂在ZnIn2S4表面的Cu+被还原，形成金属Cu单原子及Cu/In/S空位簇。

3.如权利要求1中所述一种金属Cu单原子复合Cu+掺杂ZnIn2S4光催化剂的制备及其在光解水制氢中的应用，其特征在于，在可见光照射下，该光催化剂的光解水制氢速率达...

【技术特征摘要】

1.一种金属cu单原子复合cu+掺杂znin2s4光催化剂的制备及其在光解水制氢中的应用，其特征在于该光催化剂采用以下方法制备：

2.如权利要求1中所述一种金属cu单原子复合cu+掺杂znin2s4光催化剂的制备及其在光解水制氢中的应用，其特征在于，随着cu+的掺杂，znin2s4中产生s空位，经nabh4还原后中，部分掺杂在znin2s4表面的cu+被还原，形成金属cu单原子及cu/in/s空位簇。

3.如权利要求1中所述一种金属cu单原子复合cu+掺杂znin2s4光催化剂的制备及其在光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李镇江，王学花，石天宇，孟阿兰，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：