[发明专利]一种硫化铋-钯复合纳米材料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了硫化铋‑钯复合纳米材料、制备方法及应用，所属技术领域为复合纳米材料技术领域。硫化铋‑钯复合纳米材料由硫化铋纳米片即Bi₂S₃纳米片和负载在Bi₂S₃纳米片表面的钯即Pd组成。本发明的硫化铋‑钯复合纳米材料的制备方法为超声辅助还原法，包括：将叔丁基硼烷溶于油胺溶液中，得混合溶液；将Bi₂S₃纳米片分散于无水乙醇中，然后依次加入油胺、油酸和乙酰丙酮钯，超声，再加入混合溶液，超声，即得。本发明的硫化铋‑钯复合纳米材料为一种新型的半导体‑贵金属复合纳米材料，具有良好的光电催化性能，使其在光电催化领域具有极大的工业应用价值。

技术领域

本发明属于复合纳米材料技术领域，具体涉及一种硫化铋-钯复合纳米材料、制备方法及应用。

背景技术

众所周知，现阶段人类社会的主要能源还是化石燃料，然而，化石能源作为不可再生资源有着天然的局限性，随着经济、文化和科技等方面的发展，化石能源可能无法满足人类日益增长的需求。另外，化石能源的使用不可避免的会产生诸多的环境问题，近年来广受关注的雾霾、温室效应等便是其中最明显的体现。能源问题及其带来的环境问题俨然己成为当今世界的头号难题，严重遏制了人类社会的进步。而解决上述问题的关键在于能源的转型，即从传统的化石能源向着可再生绿色能源的转变。这不仅从根本上解决了能源问题及其所带来的环境污染，同时将形成稳定的可持续的发展态势。因此，能够产生清洁能源的光催化和电催化越来越受到重视。

随着纳米催化剂的不断研究、开发和应用，为进一步提高材料的催化性能，复合催化剂的研究也逐渐引起了大家的兴趣，即由匀质单一组份结构发展为多组份类型的复合结构。这是由于不同组份的结合可以弥补单一组份材料表现出来的不足，并且多组分单元之间可以协同作用，利用多组分各自的优势，从而提高催化剂的催化性能。在一些复合催化材料中，一种组分可以为催化反应提供反应活性位点，另一种组份可以起到支撑活性组成单元的作用，可以用来防止活性组成单元的团聚与脱落，同时可以促进活性组成单元对于反应物分子的吸附并为活性组成单元提供光生电子空穴等。二维材料具有高的比表面积、大量配位不饱和的表面原子等优点，使其成为制备复合纳米催化剂的良好载体。然而，现有复合纳米催化剂的工艺过程大多比较复杂、所需温度较高、时间较长，严重影响了复合纳米催化剂的发展前景。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种操作简单、反应条件温和和制备过程快捷的硫化铋-钯复合纳米材料、制备方法及应用。

为实现上述目的，本案发明人经过长期研究和大量实践，得以提供本发明技术方案，具体实施过程如下：

1.一种硫化铋-钯复合纳米材料，所述硫化铋-钯复合纳米材料由硫化铋纳米片即Bi₂S₃纳米片和负载在Bi₂S₃纳米片表面的钯即Pd组成。

优选的，所述Bi₂S₃纳米片的厚度为0.5～5nm。

优选的，所述Bi₂S₃纳米片的制备方法为：

a1、将三苯基铋和二苄基二硫溶于油胺溶液中，得混合溶液1；

a2、将聚乙烯吡咯烷酮即PVP溶于无水乙醇中，得混合溶液2；

a3、将混合溶液1和混合溶液2混合，超声震动，然后在温度为160～200℃条件下，进行水热反应2～5h，即得Bi₂S₃纳米片。

其中，上述方法制得的Bi₂S₃纳米片，通过原子力显微镜检测得知，Bi₂S₃纳米片的厚度在0.5～5nm之间。