[发明专利]一种复合材料及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及光催化材料领域，具体公开了一种复合材料及其制备方法、应用，所述的复合材料是将MoS₂量子点加入到乙醇和甘油的混合溶液中，然后在混合溶液中依次加入氯化锌、硝酸铟水合物、硫代乙酰胺，之后通过溶剂热法晶化，最后经过离心、洗涤、干燥得到复合材料，解决了现有纯的ZnIn₂S₄存在在可见光照射的条件下产氢率较低的问题，而且，通过采用溶剂热法使MoS₂量子点与ZnIn₂S₄进行异质结复合得到的复合材料具备优异的光催化性能，制备方法简单、反应条件适宜、性能良好，在光催化分解水方面有潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及光催化材料领域，具体是一种复合材料及其制备方法、应用。

背景技术

由于环境污染以及能源短缺等问题，研发绿色、无污染的新能源（诸如风能、太阳能、生物质能等）来代替传统化石燃料，已经成为社会研究的热点。其中，氢能被认为是一种清洁的二次能源，而通过太阳光分解水制氢是一种可行的技术。然而，众所周知，一般情况下，在太阳光照射下的水是不会自行分解产生氢气的，因此在，光催化分解水析氢的过程中，除了需要太阳光作为动力源，仍然需要一些辅助性的催化剂（如半导体等）来促进氢气的产生。

目前，用于光催化分解水制氢的光催化材料有很多，例如，MOFs（金属有机骨架化合物）、COFs（共价有机框架）以及金属硫化物（例如，CdS，CuS，In₂S₃）等，其中，金属硫化物由于具有较窄的带隙且在可见光下具有较强的光吸收能力，引发了众多科研工作者的关注。ZnIn₂S₄是三元硫化物的一个成员，它拥有合适的禁带宽度（约为2.3 eV），具有良好的可见光吸收能力等优点。而二维过渡金属硫化物，例如二硫化钼(MoS₂)、WS₂、NiS等，特别是二硫化钼作为一种新兴的层状金属硫化物引起了人们的广泛关注。近些年来，不同形貌的MoS₂，如量子点、纳米片、纳米颗粒和单层或多层MoS₂已经被报道。其中，零维材料MoS₂量子点是一类具有类似石墨烯的独特二维结构的过渡金属硫化物纳米材料，其具有良好的光稳定性。但是，现有技术中，纯的ZnIn₂S₄的光生电子与空穴的分离效率与迁移能力较差，致使光生电荷复合严重，在可见光照射的条件下产氢率较低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种复合材料，以解决上述背景技术中提出的现有纯的ZnIn₂S₄存在在可见光照射的条件下产氢率较低的问题。具体的，在本发明实施例中，通过一种简单的溶剂热法制备了复合材料，具体是0D/2D MoS₂量子点/ZnIn₂S₄异质结复合光催化剂，并研究了其在可见光条件下制氢性能。本发明方法制备简单、反应条件适宜、性能良好。此外，制备的光催化剂具有较高的产氢性能，这在光催化分解水方面有潜在应用价值，应用于光催化产氢，提高了ZnIn₂S₄光催化活性。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：一种复合材料，具体是0D/2D MoS₂量子点/ZnIn₂S₄异质结复合光催化剂，具体的制备方法包括两个步骤：一是在温和条件下制备MoS₂量子点；一是通过溶剂热法制备MoS₂量子点/ZnIn₂S₄复合光催化材料。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：