[发明专利]一种AuPd/ZnIn2S4复合纳米片材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种AuPd/ZnIn₂S₄复合纳米片光电极材料的制备方法，属于材料制备技术领域。本发明首先配制ZnIn₂S₄纳米片生长溶液，再采用水热法制备ZnIn₂S₄纳米片片光电极；然后配制氯金酸溶液和氯化钯溶液，采用光还原的方法制备AuPd二元合金，制备AuPd/ZnIn₂S₄复合纳米片光电极材料。本发明所获得的AuPd/ZnIn₂S₄复合纳米片光电极，经各种测试后，光电流较ZnIn₂S₄纳米片光电极提高400%，且本发明提供的制备方法简单易操作，具有实际的可行性，制备的AuPd/ZnIn₂S₄复合纳米片光电极成本低，光电催化分解水性能良好。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种AuPd/ZnIn₂S₄复合纳米片材料的制备方法。

背景技术

利用光催化分解水将太阳能转化为化学能，受到全世界科研工作者的广泛关注。半导体催化剂光催化分解水的过程中主要有三个步骤：第一，半导体光催化剂吸收光子，形成电子-空穴对；第二，光生电荷的分离及在催化剂界面处的迁移；第三，光生电荷在复合光催化剂表面处的化学反应，从而析出氧气和氢气。目前，光催化技术发展面临量子效率低、太阳能利用低等难题。从根本上解决上述问题要从光催化技术的过程作用机理入手，研究高效光催化剂的构效关系，进而构筑结构新型、性能优异的复合光催化体系。

因此，如何设计和制备高效、高稳定性光催化材料是光催化领域的重要科学问题。光催化的核心是光催化剂。近年来，新型光催化剂的研究取得重要进展，科研工作者采用多种先进的方法和手段，设计并制备出稳定高效率的新型光催化剂，拓展了光催化剂的多元性和应用可选择性。

在多种新型光催化材料中，通过微观控制将AuPd二元合金纳米晶与ZnIn₂S₄二维纳米片耦合，构筑AuPd二元合金/ ZnIn₂S₄二维纳米材料。相对于单一金属纳米颗粒，AuPd二元合金纳米晶表面原子发生重排，合金元素之间产生“协同效应”，使其光生电荷界面定向转移的驱动力具有可调变性。在ZnIn₂S₄纳米片中，由于其电子被限制在二维的环境中，因此二维纳米材料表现出独特的物理、电子和化学特性。以物理化学性质可调的AuPd二元合金纳米晶为助催化剂，以ZnIn₂S₄二维纳米材料为光催化剂，设计和构筑AuPd二元合金/ ZnIn₂S₄二维纳米材料，从而制备出高效的AuPd/ ZnIn₂S₄光催化性能的光电极。

发明内容

为提高光催化效率，本发明提出了一种AuPd/ ZnIn₂S₄复合纳米片光电极材料的制备方法。本发明以物理化学性质可调的AuPd二元合金纳米晶为助催化剂，以ZnIn₂S₄二维纳米材料为光催化剂，设计和构筑AuPd二元合金/ ZnIn₂S₄二维纳米材料，从而制备出高效的AuPd/ ZnIn₂S₄光催化性能的光电极。

发明人经过大量试验和不懈努力，最终获得了一种AuPd/ ZnIn₂S₄复合纳米片光电极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：制备ZnIn₂S₄复合纳米片光电极；