[发明专利]一种S机制氧化铟/镉铟硫异相/异质结纳米片光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种S机制氧化铟/镉铟硫异相/异质结纳米片光催化剂及其制备方法，以无机镉源，铟源和尿素为原料，加热得到透明且均匀的液体，再加入硫脲，搅拌形成均匀的黄色液体，将得到的黄色液体转移到瓷舟中，然后将瓷舟置于管式炉镍，用氮气作为保护气体进行热解反应，然后冷却、洗涤、干燥，得到S机制rh/c‑Insubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/CdInsubgt;2/subgt;Ssubgt;4/subgt;异相/异质结纳米片光催化剂，该异相/异质结纳米片催化剂是由多层超薄薄片堆叠耦合组成，赋予纳米片暴露更多的活性位点，具有更高的电荷迁移效率和强氧化还原能力。该异相/异质结制备方法成本低，工艺简单。用于光催化分解水产氢、净化环境、光催化甲醛及有害气体降解、光催化有机废水降解、抑制细菌和霉菌的产生等方面，都表现出优异的光催化活性和稳定性。

技术领域

本发明属于新能源及环境净化领域，用于氢气新能源和环境净化的光催化剂，涉及一种S机制氧化铟/镉铟硫异相/异质结纳米片光催化剂及其制备方法，具体地说，是涉及一种由多层紧密耦合超薄薄片组成的异相/异质结纳米片光催化剂及其制备方法。

背景技术

可见光驱动的光催化制氢被认为是一种将太阳能转化为化学能源的成本效益高的绿色技术，是解决能源危机和环境污染问题的理想解决方案。到目前为止，已经合成了大量半导体并用作光催化剂。在各种光催化剂中，镉铟硫双金属硫化物CdIn₂S₄由于其可见光响应、高化学稳定性、窄带隙和合适的带边位置而引起了研究人员的注意。然而，高载流子复合率、缓慢的电荷传输动力学和较少的暴露活性位点阻碍了其实际应用。

迄今为止，已经开发了许多策略来增强光催化剂的光催化性能，如形态调节、元素掺杂、贵金属负载、缺陷工程和异质结构构建。在这些策略中，构建半导体异质结是提高光催化效率的最有效策略之一。

近年来，氧化铟(In₂O₃)因其在光催化制氢中具有良好的还原潜力和优异的化学稳定性而成为一种很有前途的催化剂，具有六方结构氧化铟(rh-In₂O₃)和立方结构氧化铟(c-In₂O₃)两种晶型的氧化铟。将氧化铟与CdIn₂S₄复合制备异质结可以有效提高光催化效率。然而，目前制备的In₂O₃/CdIn₂S₄异质结光催化剂，要么暴露的表面活性位点少，要么CdIn₂S₄容易发生光腐蚀，要么构建S-机制的异相/异质结困难，导致光生电子和空穴的分离效率低，无法获得高的氧化还原能力。

发明内容

本发明针对现有技术中制备的In₂O₃/CdIn₂S₄异质结光催化剂，暴露的表面活性位点少，比表面低，易于发生光腐蚀，光生电子和空穴的分离效率低，难以一步法制备异相/异质结,无法获得高的氧化还原能力等缺点，提出了一种构建S机制rh/c-In₂O₃/CdIn₂S₄异相/异质结纳米片光催化剂的制备方法。本发明采用以下技术方案予以实现：