[发明专利]一种Cu1.8Se/CuAgSe复合光催化材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学领域，具体涉及一种Cu_1.8Se/CuAgSe复合光催化材料及其制备方法。

背景技术

伴随世界范围内能源危机的爆发和环境恶化等问题的突现，能源与环境成为人类面临和亟待解决的两个重大挑战。探索、研究开发利用新能源资源、加快环境污染治理是一项迫切与紧要的课题。近年来，多相光催化以其室温深度反应和可直接利用太阳能作为光源来驱动反应等独特性能引起人们的日益关注，成为一种理想的环境污染治理和洁净能源生产技术。与光催化相关的研究包括基于利用太阳光的能源转化和利用、环境净化、光化学合成以及太阳能电池等多个领域。其中，半导体光催化技术在污水处理、净化空气、消毒杀菌、自清洁技术等各个方面都取得了广泛的应用。目前传统半导体光催化材料(如TiO₂)还存在以下主要问题：1)半导体的光吸收波长范围狭窄，范围主要集中在紫外及近紫外区，太阳光能利用率低；2)光生电子与空穴复合率非常高，以致量子效率低。

发明内容

本发明提供一种Cu_1.8Se/CuAgSe复合光催化材料及其制备方法，旨在克服传统的半导体光催化材料存在的载流子复合率高和催化效率相对较低的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种Cu_1.8Se/CuAgSe复合光催化材料的制备方法，其包括如下步骤：

S1.制备Cu_1.8Se粉末；

S2.按照Ag与Se物质的量之比1:3-5的比例，分别称取硝酸银粉末和S1中制备的Cu_1.8Se粉末，然后将称取的硝酸银粉末加入乙醇溶剂中，超声分散得分散液，然后将称取的Cu_1.8Se粉末加入至上述分散液中并再次超声分散，超声分散完成后，过滤，滤出的固体物质用去离子水和乙醇分别清洗若干次，最后将洗涤后的固体物质置于烘箱中，烘干后得黑色粉末，即为所述的Cu_1.8Se/CuAgSe复合光催化材料。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下进一步的具体选择或最优选择。

具体的，S1中Cu_1.8Se粉末的制备方法如下：以等体积混合的去离子水和乙二醇为混合溶剂，加入氢氧化钠粉末并搅拌后，再按照依次加入硼氢化钠粉末、十二烷基磺酸钠粉末和硒粉，其中氢氧化钠粉末、硼氢化钠粉末、十二烷基磺酸钠粉末和硒粉的质量比为8：0.76：0.1：0.3加热至80℃并搅拌10-20min,再加入浓度为0.5mol/L硝酸铜溶液，加入的硝酸铜与氢氧化钠物质的量之比为1：40，搅拌混合后，在室温下沉淀7h，过滤，滤出的固体物质用去离子水和乙醇分别清洗若干次，最后洗涤后的固体物质置于烘箱中烘干即得。

优选的，S2中称取硝酸银粉末和S1中制备的Cu_1.8Se粉末时按照Ag与Se物质的量之比1:4的比例称取。

具体的，S2中超声分散的超声功率为150W，超声频率35-40KHz，超声分散时间为1-1.5h。

具体的，S2中硝酸银粉末与乙醇溶剂的用量比为0.066g:30-60mL。

具体的，S2中烘干时烘干温度为60℃，烘干时间为6h以上。

本发明还提供了一种Cu_1.8Se/CuAgSe复合光催化材料，其上述的制备方法制得。

本发明的有益效果是：通过对反应原料的用量比例进行适当控制，成功得到了Cu_1.8Se/CuAgSe复合光催化材料，其具有复相异质结构，可有效提高光生载流子的分离和降低载流子的复合率，表现出比普通纯相的Cu_1.8Se或CuAgSe高得多的光催化性能，同等情况下比前者催化效率提高约25％，比后者催化效率约提高约62％，即本发明成功制得了一种高效的复合光催化剂。

附图说明

图1为实施例1、对比例1及对比例2对应的样品的XRD图；

图2为实施例1、对比例1及对比例2对应的样品的SEM图；

图3为实施例1、对比例1及对比例2对应的样品的DRS光谱；

图4为实施例1、对比例1及对比例2对应的样品的催化效率试验结果；

图5为实施例1对应的样品的光催化循环稳定性试验结果；

具体实施方式