[发明专利]一种CuS@g-C₃N₄复合可见光催化剂及其制备方法和应用在审

申请号：	201510766882.7	申请日：	2015-11-11
公开（公告）号：	CN105289690A	公开（公告）日：	2016-02-03
发明（设计）人：	刘明昊	申请（专利权）人：	刘明昊
主分类号：	B01J27/24	分类号：	B01J27/24;C01B3/04
代理公司：	沈阳东大知识产权代理有限公司 21109	代理人：	李晴
地址：	110159 辽宁省沈阳市浑南新***	国省代码：	辽宁;21
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摘要：
搜索关键词：	一种 cus sub 复合可见光催化剂及其制备方法应用
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【说明书】：

技术领域

本发明属于纳米复合光催化剂领域和新能源应用领域，特别涉及一种CuSg-C₃N₄复合可见光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

氢能作为最理想的能源，在新能源领域中受到了大量的研究。太阳光光催化技术可以将太阳能绿色地转化为氢能，因此被认为是解决当前化石燃料危机的重要技术之一。高效利用的半导体材料是光催化分解水制氢技术发展的关键和根本。以TiO₂或SrTiO₃为代表的紫外光响应的光催化剂已经取得了充分的发展。但是，太阳光光谱中紫外光的成分只占5％，可见光的成分占46％，其余的为红外光。因此，为了更好地利用太阳能，研制具有可见光活性的催化剂是光催化进一步走向产业化的必然趋势。同时，高效可见光催化剂的研制对解决目前的环境问题和能源危机也具有深远的意义。

g-C₃N₄是由碳氮元素组成的杂环作为重复结构单元，具有类石墨层状聚集结构，不溶于水，化学和光化学稳定，吸收可见光(吸收边为450nm)，带隙为2.7eV且具备合适的能带位置，在热力学上可用于分解水。该材料制备过程简单，原料来源广泛，成本低等特点，是非常理想的光催化制氢材料。然而，单相光催化剂的光生电子空穴复合率较高，光催化效率较差，因此需要通过对光催化剂进行改性，从而达到提高光催化效率的目的。复合光催化剂是利用不同半导体或者同一半导体不同晶型之间的能级差，选择并制备出合适的半导体复合材料，这种复合结构可以增强电荷的分离效率，抑制光生电子与空穴的复合，复合半导体材料比单一半导体材料有着更高的光催化分解水产氢活性。

硫化铜的禁带宽度在1.2-2.0eV，属窄带系间接半导体材料，在可见光下有显著的光谱响应和良好的光电特性。而纳米硫化铜相对块体硫化铜则表现出一系列特殊的光学性质，包括宽频带吸收、吸收谱蓝移、吸收谱红移、发光性质、非线性光学性质等特性。

发明内容

本发明的目的是为了对g-C₃N₄光催化剂进行改性、提高光催化效率，提供了一种CuSg-C₃N₄复合可见光催化剂及其制备方法和应用。该产品在g-C₃N₄表面上原位生长出CuS，制备出的CuSg-C₃N₄复合光催化剂有利于提高g-C₃N₄对太阳光的利用率，更有利于g-C₃N₄表面上光生电子与空穴对的分离，显著提高光催化产氢效率。该制备方法条件简单，成本较低，制备的复合光催化剂的尺寸较小，利于放大生产。