[发明专利]一种MoS2纳米片复合TiO2纳米片的光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种MoS₂纳米片复合TiO₂纳米片的光催化剂的制备方法，属于光催化剂技术领域。

背景技术

太阳能是地球上能源的最终来源，光催化分解水制氢是太阳能光化学转化与储存的最佳途径之一。然而迄今为止，光催化体系仍多采用贵金属如Pd，Pt，Rh及其化合物作为催化剂，稀缺性和高成本限制了其工业化规模的应用。在半导体光催化剂中，虽然TiO₂一直是研究的热点，但由于TiO₂具有较大的带隙，仅可响应紫外光，且受光生载流子快速复合的影响，其催化效率较低，因此新的可见光光催化剂及光催化析氢体系的开发一直以来都制约着光催化技术的发展和应用。如前所述，近年来，二硫化钼因其独特的结构和物理化学性质，成为材料科学领域最为活跃的研究对象。但对于MoS₂光催化制氢，仍存在材料制备方法复杂、可见光利用率低、光催化效率低等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种MoS₂纳米片复合TiO₂纳米片的光催化剂的制备方法，分别通过HF与C₁₂H₂₈O₄Ti制备TiO₂纳米片和Na₂MoO₄•2H₂O与C₂H₅NS水热法制备MoS₂单体，及将以制备好的TiO₂纳米片加入含有Na₂MoO₄•2H₂O和C₂H₅NS澄清的溶液中，本发明MoS₂@TiO₂复合物光催化剂具有非常好的光催化性能，在常温、常压和光照下，就能快速制取氢气，且具有持久的光催化活性。本产品通过在220℃下制备得到了一种廉价高效的光催化剂。

一种MoS₂纳米片复合TiO₂纳米片的光催化剂的制备方法，制备步骤如下：

（1）TiO₂纳米片单体催化剂的制备

将3mL HF滴入20mL C₁₂H₂₈O₄Ti中，在50ml的聚四氟乙烯反应釜中将其搅拌均匀，在200℃的鼓风干燥箱中反应24h，待反应结束后，在室温下自然冷却，先将白色产物用去离子水洗涤，然后用0.5mol/L的NaOH溶液清洗除去产物表面的F^-离子，再用去离子水多次过滤洗涤，至到pH等于7为止，最后将产物用无水乙醇洗涤3次，放在80℃真空干燥箱中真空干燥24h，制得TiO₂纳米片；

（2）MoS₂纳米片单体催化剂的制备

将70mg的Na₂MoO₄•2H₂O和140mg的C₂H₅NS溶解在20ml的去离子水中形成澄清的溶液，然后将溶液置于50ml的聚四氟乙烯反应釜中，在220℃的鼓风干燥箱中反应24h，待反应结束后，在室温下自然冷却，离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤3次，最后将产物在80℃干燥，制得MoS₂纳米片；

（3）MoS₂纳米片复合TiO₂纳米片的光催化剂的制备

将70mg的Na₂MoO₄•2H₂O和140mg的C₂H₅NS溶解在20ml的去离子水中形成澄清的溶液，然后将步骤（1）制得的20mg的TiO₂纳米片加入此溶液中，将其超声45分钟得悬浮液，将悬浮液置于50ml的聚四氟乙烯反应釜中，在220℃的鼓风干燥箱中反应24h，待反应结束后，在室温下自然冷却，离心分离，分别用去离子水和无水乙醇洗涤3次，最后将产物在80℃的真空干燥箱中干燥24h，制得MoS₂纳米片复合TiO₂纳米片的光催化剂。