[发明专利]一种复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种复合材料及其制备方法，所述复合材料包括碳化硅颗粒；结合在碳化硅颗粒表面的还原氧化石墨烯；和结合在还原氧化石墨烯表面的无机半导体纳米颗粒，所述无机半导体纳米颗粒的导带为‑1ev~0ev，价带大于1.60ev。所述复合材料在光激发条件下，半导体纳米颗粒导带上的电子可通过石墨烯传递至碳化硅的价带上，进而与其空穴复合，构成Z型反应，在半导体纳米颗粒的价带发生降解或产氧反应，在碳化硅的导带上发生产氢反应，提高了光催化性能。

技术领域

本发明涉及光催化剂领域，尤其涉及一种复合材料及其制备方法。

背景技术

二氧化钛（TiO₂）产氢和降解能力的发现开启了光催化剂的新纪元。在此后的研究中，钒酸铋、氮化碳、硫化镉、碳化硅等众多材料也被发现具有产氢或降解能力，这类可以产氢或可以降解有机污染物的材料被称为半导体光催化剂。它们为能源危机和环境污染问题的解决提供了一个两全的思路，因为光催化剂不仅可以直接把太阳光转化为氢能而解决能源危机问题，也可以通过太阳光照射降解有机污染物而解决环境污染问题。然而，要同时实现这两种反应必须依托于具有宽吸光范围、长期稳定、较高的载流子分离效率以及较强的氧化还原能力的光催化剂的使用。只具有一个单部件（一种光催化剂）的光催化体系无法同时满足以上所有的要求。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合材料及其制备方法，旨在解决现有复合复合材料的光响应范围较窄以及氧化还原能力较差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种复合材料，其中，

碳化硅颗粒；

结合在碳化硅颗粒表面的还原氧化石墨烯；

和结合在还原氧化石墨烯表面的无机半导体纳米颗粒，所述无机半导体纳米颗粒的导带为-1ev~0ev，价带大于1.60ev。

一种复合材料的制备方法，其中，包括步骤：

将碳化硅颗粒和石墨烯混合，使石墨烯结合到碳化硅颗粒表面，得到表面结合有石墨烯的碳化硅颗粒；

使石墨烯表面结合无机半导体纳米颗粒，得到所述复合材料，其中所述无机半导体纳米颗粒的导带为-1ev~0ev，价带大于1.60ev。

有益效果：本发明提供的复合材料包括碳化硅颗粒，结合在碳化硅颗粒表面的还原氧化石墨烯，以及结合在还原氧化石墨烯表面的硫化镉颗粒，本发明的复合材料为多部件的Z型光催化体，较之传统的异质结纳米复合光催化剂往往具有更强的氧化还原能力。所述复合材料在光激发条件下，半导体纳米颗粒导带上的电子可通过石墨烯传递至碳化硅的价带上，进而与其空穴复合，构成Z型反应，在半导体纳米颗粒的价带发生降解或产氧反应，在碳化硅的导带上发生产氢反应，提高了光催化性能；同时由于半导体纳米颗粒为可见光响应催化剂，碳化硅为紫外光响应催化剂，因此本发明的复合材料可覆盖太阳光的大部分区域，提高对太阳光的利用率。

附图说明

图1为本发明复合材料较佳实施例的截面图。

图2为本发明复合材料发生产氢及降解反应的机理图。

具体实施方式

本发明提供一种复合材料及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为本发明提供的一种复合材料较佳实施例的截面图，如图所示，所述复合材料包括碳化硅颗粒；结合在碳化硅颗粒表面的还原氧化石墨烯；和结合在还原氧化石墨烯表面的无机半导体纳米颗粒，所述无机半导体纳米颗粒的导带为-1ev~0ev，价带大于1.60ev。