[发明专利]一种BiOI/MoS2

说明书

本发明公开了一种BiOI/MoS₂/CdS复合光催化剂及其制备方法，属于光催化水解制氢技术。本发明中BiOI/MoS₂/CdS复合光催化剂采用水热法合成，主要过程包括将BiOI含量为1‑10wt％的BiOI/MoS₂微米球超声分散于去离子水中，加入氯化隔和硫化钠水溶液，混匀后将混合液转移至水热釜中，在80‑150℃反应1‑6h后，获得BiOI/MoS₂含量为0.5‑5wt％的BiOI/MoS₂/CdS复合光催化剂。本发明制备的新型复合光催化剂中的CdS纳米颗粒在BiOI/MoS₂微米球表面分散均匀，催化剂的光催化水解制氢性能好，在可见光照射激发下(λ420nm)，产氢量高，循环稳定性好。

技术领域

本发明属于可见光催化水解制氢领域，具体地说，涉及一种 BiOI/MoS₂/CdS复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

随着现代社会的不断发展，能源短缺和环境污染问题日益突出，开发洁净的新能源和可再生能源势在必行。太阳能是一种取之不竭的清洁可再生能源，如何高效地开发利用太阳能是当下热点研究课题之一。自1972年Fujishima和Honda首次发现TiO₂电极上光催化分解水的现象以来，陆续报道了大量关于太阳光分解水制氢的研究，加快了光能转化为化学能的研究步伐。光催化技术的核心在于光催化剂，通过控制结构和组分，可获得具有高效的光催化性能的光催化剂。化合物CdS是一种能被可见光激发的n型本征半导体，其禁带宽度为 2.4eV，能够吸收波长小于520nm的紫外和可见光，且摩尔吸光系数较大，近年来备受关注。但CdS也存在光催化效率低、易发生光腐蚀、实际产氢量少等问题，一般采用复合、掺杂等常规手段对其进行改性。

目前，研究者大多通过控制CdS形貌(比如纳米管、纳米片、花状结构)，使其暴露特定晶面，然后用Au、In³⁺、TiO₂、ZnS、ZnO 和MoS₂等掺杂或复合形成新型高效的光催化剂，提高产氢效率和产氢量。化合物MoS₂是一种p型半导体，具有典型的层状结构，禁带宽度窄，与CdS复合后可以有效提高其光催化水解制氢活性。BiOI 是一种间接的p型半导体，具有特殊的层状结构，禁带宽度窄，激发电子必须要经过K电子壳层才能到达价带，这样就可以有效分离光生电子和空穴对，提高光催化水解制氢效率。至今还没有文献报道 BiOI/MoS₂/CdS三元复合催化剂在光催化水解制氢领域的应用，将 MoS₂和BiOI各自优点结合起来，与CdS进行三元复合，由此产生的协同效应将有助于提升单一CdS的可见光催化水解制氢性能。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述的问题，提供了一种BiOI/MoS₂/CdS 复合光催化剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种BiOI/MoS₂/CdS复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、称量：按照重量份称量以下组分：钼酸钠9份、硫代乙酰胺18份、去离子水1000份-3000份；

步骤2、将称量好的钼酸钠超声分散于称量好的去离子水中，加入称量好的硫代乙酰胺进行搅拌处理，然后加入BiOI，混匀，制备得到混合液；

步骤3、将步骤2中制备得到的混合液转移至水热釜中进行水热反应，制备得到BiOI/MoS₂微米球；

步骤4、将步骤3制备得到的BiOI/MoS₂微米球超声分散于去离子水中，加入等摩尔量的氯化隔和硫化钠水溶液，搅拌混匀；

步骤5、将步骤4中制备得到的混合液转移至水热釜中进行水热反应，制备得到BiOI/MoS₂/CdS复合光催化剂。