[发明专利]一种碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂，其特征在于包括六方相的硫化铟锌（ZnIn₂S₄）基体和负载在硫化铟锌基体上的表面被还原的碳量子点和贵金属颗粒，所述的硫化铟锌基体为牡丹花状结构，粒径为0.1-10μm，BET比表面积为10-200m²/g，所述的碳量子点和贵金属颗粒的粒径为1-10nm，所述贵金属为金、铂、银或钯中的一种或几种的混合物。

2.根据权利要求1所述的碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂，其特征在于所述复合光催化剂中碳量子点的负载量即碳量子点和硫化铟锌基体的质量比为0.1-47.2%，所述复合光催化剂中贵金属的质量与碳量子点和硫化铟锌两者质量之和的质量比为0.1-25%。

3.一种权利要求1或2所述的碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）制备还原碳量子点和硫化铟锌的复合物：将无机锌盐、无机铟盐、含硫有机物溶于溶剂中配成盐溶液，然后将盐溶液与含碳量子点的分散液混合均匀，置于微波水热合成仪中，于80-240℃微波水热处理0.5-5h，后处理得到还原碳量子点和六方相硫化铟锌的复合物；

（2）制备碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂：将步骤（1）所得还原碳量子点和六方相硫化铟锌的复合物分散于水中，形成复合物浓度为0.01-0.1g/mL的分散液，然后向其中加入贵金属前驱体溶液，混合均匀后再加入强还原剂，搅拌反应，后处理得到碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂。

4.根据权利要求3所述的碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于步骤（1）所述无机锌盐为氯化锌、硫酸锌、硝酸锌或醋酸锌中的一种或几种的混合物；所述无机铟盐为氯化铟、硫酸铟、硝酸铟或醋酸铟中的一种或几种的混合物；所述含硫有机物为硫脲、硫代乙酰胺或二甲基亚砜中的一种或几种的混合物，所述无机锌盐以锌计、无机铟盐以铟计和含硫有机物以硫计，三者的摩尔比为1：2：4-20；步骤（1）所述溶剂为乙醇、丙酮和水的混合液，其中乙醇、丙酮和水的体积比为1：1-5：1-10；步骤（1）所述盐溶液中无机锌盐的浓度为0.01-0.1mmol/mL。

5.根据权利要求3所述的碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于步骤（1）所述含碳量子点的分散液为碳量子点浓度为0.01-100mg/mL的乙醇分散液，所述碳量子点与硫化铟锌理论产量的质量比为0.001:1-0.5:1。

6.根据权利要求3所述的碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于步骤（1）所述盐溶液中还包括离子液体，所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、溴化1-丁基-3-甲基咪唑或氯化1-丁基-3-甲基咪唑中的一种或几种的混合物，所加入离子液体的体积占盐溶液总体积的1-10%。

7.根据权利要求3所述的碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于步骤（1）所述微波水热合成仪功率为100-800W。

8.根据权利要求3所述的碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于步骤（2）所述复合物分散液中还包括聚乙二醇，所述聚乙二醇的数均分子量为400-20000，所加入聚乙二醇的质量与分散液中碳量子点和硫化铟锌基体的总质量之比为0.01:1-0.2:1。

9.根据权利要求3所述的碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂的制备方法，其特征在于步骤（2）所述贵金属前驱体溶液为四水氯金酸、六水氯铂酸、硝酸银或氯化钯中的一种或几种的混合物的水溶液；所述强还原剂为硼氢化钠、水合肼或甲酸中的一种或几种的混合物，所述贵金属前驱体以其还原物质贵金属单质的质量计与还原碳量子点和六方相硫化铟锌的复合物的质量比为0.001:1-0.25:1，所述贵金属前驱体与强还原剂的摩尔比为1:1-1:100。

10.一种权利要求1或2所述的碳量子点、贵金属和硫化铟锌复合光催化剂在可见光（≥400nm）照射下光解水制备氢气的应用。