[发明专利]一种镉硫硒/二乙烯三胺/联胺有机-无机杂化高效产氢材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镉硫硒/二乙烯三胺/联胺有机‑无机杂化高效产氢材料的制备方法，首先将镉源加入到二乙烯三胺、水合联氨和水的混合液中，再加入硫源和亚硒酸钠溶液，然后将混合物放入微波消解仪中，80～160℃下反应10～40min，最后将所得产物离心、洗涤、冷冻干燥后即得镉硫硒/二乙烯三胺/联胺有机‑无机杂化高效产氢材料。本发明的镉硫硒/二乙烯三胺/联胺有机‑无机杂高效产氢材料制备工艺简单，采用一步微波水热法合成，合成时间短，产量大，采用此种材料制成的光催化剂所需量小，产氢率高，耐光腐蚀性强，使用寿命长，且在可见光下反应，具有很大的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种镉硒硫/二乙烯三胺/联胺有机-无机杂化高效产氢材料及其制备方法，属于化学工程及新材料领域。

背景技术

随着能源的日益短缺，人工模拟光合作用利用太阳光照射水产生氢气受到了越来越广泛的关注。自从1972年，二氧化钛光催化剂被报道可以分解水产生氢气以来，越来越多的光催化剂被发现。如二氧化铈，氧化锌,碳三氮四等。但由于它们的宽带隙使得电子和空穴容易重组，从而导致光催化产氢率受到了局限。因此，为了解决宽带隙的问题，科学家开始寻找新的光催化剂。近年来，新的光催化剂被发现。如硫化镉,硒化镉，硫化锌，硫化亚铜,二硫化钼,二硫化锡等。这些新的光催化剂都具有窄带隙，且电子和空穴相对之前的宽带隙光催化剂，不易重组。但是，这些光催化剂的稳定性，光催化产氢率无法进一步提升都是问题。

我们以硫化镉为例，众所周知，硫化镉的光催化性能很好，但是其也有致命的问题。随着光催化时间的增多，其被光腐蚀的情况也越来越严重，电子和空穴的重组率越来越高。人们为了解决这个问题，采用了两种物质复合的方法，集中两种物质的优点从而提升物质的稳定性以及提高其光催化产氢率。如硫化镉/二硫化钼,硫化镉/二氧化钛,硫化镉/二氧化铈等。但是，这种复合的方法往往需要两步三步才能完成，费时费力。因此，将各种离子掺杂在一起合成出一种新的物质，集中很多物质的优点，并采用一步方法解决，且具有窄带隙，可以相对于纯物质提升光催化产氢率，成了现在需要迫切解决的一个问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，提高光催化的稳定性和产氢效率，本发明的目的在于提供一种镉硫硒/二乙烯三胺/联胺有机-无机杂化高效产氢材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种镉硫硒/二乙烯三胺/联胺有机-无机杂化高效产氢材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)首先，称取一定量镉源投入到聚四氟乙烯反应釜中，然后往反应釜中加入二乙烯三胺、水合联氨和水的混合溶液，搅拌混合均匀，之后再加入一定量的硫源和亚硒酸钠，搅拌混合；

(2)将步骤(1)获得的混合液置于微波消解仪中，于80～160℃下反应10～40min，反应完成后将所得产物离心、洗涤、冷冻干燥即得所述镉硫硒/二乙烯三胺/联胺有机-无机杂化高效产氢材料。

优选的：步骤(1)中所述镉源为选自氯化镉、硝酸镉、硫酸镉、氢氧化镉、碳酸镉、碘化镉、溴化镉、硬脂酸镉中的一种或多种。

优选的：步骤(1)中所述硫源为选自升华硫、硫代硫酸钠、硫代乙酰胺、硫化铁、硫化汞、三氧化硫、二氧化硫、硫化钠硫中的一种或多种。

优选的：步骤(1)混合液中镉源的浓度为4.6～12.7g/L，硫源的浓度为3.5～9.9g/L、亚硒酸钠的浓度为3.6～9.6g/L，镉、硫、硒的摩尔比为1：0.2～0.8：0.2～0.8。

优选的：步骤(1)混合液中所述二乙烯三胺的浓度为24.0～666.7mL/L，水合联氨的浓度为12.0～333.3mL/L。

优选的：步骤(1)中加入二乙烯三胺和水合联氨后的混合搅拌时间为10-20min，加入硫源和亚硒酸钠后的混合搅拌时间为2-3h；步骤(2)中冷冻干燥的时间为8-20h。