[发明专利]一种硫铟锌-MXene量子点复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于光催化技术领域，具体公开了一种ZnIn₂S₄/MQDs复合光催化剂及其制备方法和应用，所述ZnIn₂S₄/MQDs复合光催化剂，包括如下按质量比的组分：1％～4％MXene量子点；96％～99％ZnIn₂S₄。本发明利用电子助剂MXene QDs修饰ZnIn₂S₄，为析氢反应提供丰富的活性位点。本发明提供的制备方法过程简单，制备得到的复合光催化剂在无贵金属作为助催化剂时具有很高的催化裂解水产氢效率，光催化活性高，低成本无污染，且可循环使用，应用推广性强。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，更具体地，涉及一种硫铟锌-MXene量子点复合光催化剂及其制备方法和应用，本发明利用电子助剂MXene QDs修饰ZnIn₂S₄，为析氢反应提供丰富的活性位点。

背景技术

随着环境污染和能源短缺问题日益严重，开发可再生持续的环境友好型清洁能源成为当前科研工作者的首要任务。因此，将取之不尽用之不竭的太阳光转化为人类所需的清洁能源便成为了当下的研究热点。已有的大量研究发现半导体光催化技术能将丰富清洁的太阳能用于光解水产生清洁能源如氢气、甲醇等。

ZnIn₂S₄由于其无毒性、合适的带隙结构、优异的光学性能和可调性强等优点，是一种非常具有应用前景的光催化材料。然而严重的光生载流子复合速率以及低的可见光利用率限制了ZnIn₂S₄的实际应用，为了进一步提高ZnIn₂S₄光催化制氢效率，更好地满足实际应用的需要，已有的研究通过构建异质结、利用模板层外延生长、形貌控制和金属离子掺杂等方法提升ZnIn₂S₄光催化产氢活性。但总体而言，ZnIn₂S₄光催化产氢活性还是较低，有待进一步提高。

中国专利CN101927173A公开了一种ZnIn₂S₄-CdIn₂S₄光催化剂，CN201810919487.1公开了一种锌铟硫/铜铟硫二维异质结光催化剂、其制备方法及应用。目前还未见有关ZnIn₂S₄/MQDs复合光催化剂的报道。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种ZnIn₂S₄/MQDs复合光催化剂。

本发明的另一目的在于提供上述ZnIn₂S₄/MQDs复合光催化剂的制备方法。该方法操作简单，绿色环保的高效复合光催化剂制备方法，为ZnIn₂S₄光催化剂的实际应用提供更大可能。

本发明的目的之三为提供上述ZnIn₂S₄/MQDs复合光催化剂的应用。本发明提供的复合光催化剂使得ZnIn₂S₄在无贵金属作为助催化剂的情况下拥有优良的光催化产氢性能，且具有低成本无污染和可循环使用等优点。

本发明上述技术目的通过以下技术方案实现：

一种ZnIn₂S₄/MQDs复合光催化剂，包括如下按质量比的组分：

1％～4％ MXene量子点

96％～99％ ZnIn₂S₄。