[发明专利]一种铜网原位生长银颗粒修饰三维硫化铜的光催化材料、制备方法及应用

说明书

一种铜网原位生长银颗粒修饰三维硫化铜的光催化材料、制备方法及应用。一种制备铜网底负载银颗粒修饰硫化铜光催化材料的方法，以一定的电流恒定输出，以石墨为阴极、铜网为阳极、溶液A为电解液阳极氧化，去离子水反复冲洗阳极氧化后的铜网并氮气吹干，得到产物A；通过电泳法在产物B上沉积银颗粒得到产物B，将产物B置于氩气中退火得到产物C；直接将产物C作为光催化薄膜材料。催化剂直接原位生长于载体上是的催化剂易于收集清洗与反复使用，银离子的修饰使的光催化剂电子传输率增加的同时也起到提高光生载流子的分离，增加活性位点作用。该方法制备简便，受外界影响因素少，可大面积均匀制备且使得光催化剂易于回收利用，制备所得的光催化剂太阳光利用率高，催化性能稳定高效。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，特别涉及一种用铜网原位生长银颗粒修饰三维硫化铜的制备方法及其应用。

背景技术

能源及环境为当今社会面临的两大问题，随着能源的日益短缺及环境的不断恶化，全球陷入能源短缺和环境恶化的窘境，新能源的开发以及环境的治理迫在眉睫，因而对环境友好能源的开发以及污染物的治理是十分重要的课题。氢气做为一种清洁，可持续新型能源成为化石燃料热门替代品候选之一。光催化技术利用清洁太阳能可降解污染物并在裂解水的同时产出清洁能源氢气。如何提高光催化性能是解决当前环境污染与能源短缺问题的有效途径。

近年来，硫化铜在锂离子电池，传感器，超级电容器，光催化产氢等领域备受青睐，这主要归因于其优良的物理化学稳定性，除此之外，硫化铜具有窄的带隙宽度具有较宽的光响应范围，相较于常见的氧化物光催化剂，硫化铜对于太阳光的利用率更高，不仅如此其电导率也要比相应的氧化物高出几个数量级，在电化学反应过程中表现出较高的电子传输速度；故硫化铜是一个较为理想的光催化剂之一，然而硫化铜作为典型的过渡族金属硫化物存在较大的载流子复合率较大的致命缺陷，光生载流子迅速复合将极大影响光催化效率的提升。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明目的在于提供种铜网原位生长银颗粒修饰三维硫化铜的光催化材料的制备方法及其应用。通过修饰高电子传输率的银离子达到收集电子，增加光生载流子分离和活性位点作用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种铜网原位生长银颗粒修饰三维硫化铜的光催化材料制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将铜网裁剪成一定大小依次放入无水乙醇，丙酮，去离子水中超声处理，并在一定浓度稀盐酸中浸泡。得到抛光铜网若干；

步骤二：将一定摩尔量的Na₂S▪9H₂O溶解于200 ml去离子水得到溶液A；

步骤三：将一定质量的柠檬酸溶解于250 ml去离子水中，搅拌20 min得到溶液B，接着将一定质量的硝酸银加入溶液B中并继续搅拌30 min得到溶液C。

步骤四：调整三恒电泳仪，以一定的电流恒定输出，以石墨为阴极，铜网为阳极，溶液A为电解液，阳极氧化一定时间，去离子水反复冲洗阳极氧化后的铜网并氮气吹干，得到铜网附着着黑色活性物质的产物A；

步骤五：调整三恒电泳仪，以一定的电流恒定输出，以石墨为阳极，产物A为阴极，溶液C为电解液，电泳一定时间，去离子水反复冲洗阳极氧化后的铜网并氮气吹干，得到铜网附着着黑色活性物质的产物B；

步骤六：将产物B置于氩气中在一定温度下退火一定时间后得到附着硫化铜纳米片的产物C。

所述步骤二中溶剂A浓度范围为0.5～1.5 M。

所述步骤三中溶剂C中硝酸银与柠檬酸质量之比为1:10～1:50。

步骤四中阳极氧化电流范围为5～25 mA，氧化时间范围为5～30 min。