[发明专利]一种CdZnS量子点与碳点复合的纳米材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种CdZnS量子点与碳点复合的纳米材料及其制备方法与应用，所述纳米材料是若干个直径4‑8纳米的CdZnS量子点均匀分散负载在碳点上构成的纳米颗粒，利用硫化物前驱体与含有碳点的分散液均匀混合，通过溶剂热法制得，制备工艺简单，易操控，所得纳米材料性质稳定、成本低廉，可作为光催化剂，纳米颗粒中的CdZnS量子点均匀负载在碳点上，既降低了CdZnS量子点的团聚，可提升物质产氢过程的稳定性，提高产氢效率。

技术领域

本发明属于纳米材料及催化技术领域，具体涉及一种CdZnS量子点与碳点复合的纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

氢能源作为一种高燃烧值、清洁并且无污染的能源，作为获得氢能源的一种有效途径，光催化产氢获得了各国研究学者的关注。为了提高光催化产氢的效率和降低成本，高效可见光催化剂的开发成为该领域领域的研究热点。

由于具有较负的导带位置和窄禁带宽度以及对可见光有良好的响应，多元硫化物是一种被广泛研究的光催化剂。但由于光生载流子复合率较高且易光腐蚀，多元硫化物的的产氢效率还较低。为了提高产氢效率，可将多元硫化物与助催化剂结合起来使用，来促使光生载流子有效分离，降低裂解水的反应势垒。例如，一些贵金属像铂、钯、钌等由于氢吸附自由能ΔGH*接近0，不仅具有较高的电催化析氢活性，而且导电性能好，将其负载在硫化镉上可以大大提高光催化活性。但负载贵金属带来的成本问题将严重制约其工业化生产。另外，由于具有较高的比表面积和优异的导电性能，石墨烯可作为光催化剂的有效载体，不仅能提供活性位点，提高光催化剂的载量，促进光生电荷的传输与分离，进而提高光催化产氢效率。虽然氧化石墨烯(rGO)可以降低生产成本，但单层石墨烯的生产技术不够成熟，成本依然高昂。因此，寻求低廉高效的助催化剂对提高多元硫化物光催化产氢效率至为重要。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种CdZnS量子点与碳点复合的纳米材料及其制备方法和应用。本发明所述的纳米材料性能高效、稳定，制备过程简单，成本低廉，可用作可见光催化剂。

本发明的技术方案为：一种CdZnS量子点与碳点复合的纳米材料，其特征在于，由若干个直径4-8纳米的CdZnS量子点均匀分散负载在碳点上构成的纳米颗粒。

所述纳米颗粒的尺寸为28-32纳米。

所述纳米颗粒的晶相为六角相。

一种CdZnS量子点与碳点复合的纳米材料的制备方法，其特征在于：将硫化物前驱体与含有碳点的分散液均匀混合，通过溶剂热法制得CdZnS量子点与碳点复合的纳米颗粒。

具体包括以下步骤：

1)将0.5-1.5g的NaOH和0.5-1.5g的聚乙烯醇加入到20-60mL去离子水中，超声震荡混合均匀后倒入聚四氟乙烯内胆中，将内胆转移到高压釜，在干燥箱中200-250℃保温反应8-24小时，反应后冷却到室温，然后取出内胆，将内胆里的生成物用滤纸过滤，得到金黄色澄清滤液；

2)向所述滤液中逐滴滴加质量分数1-10％的稀盐酸，待滤液变浑浊后将溶液均等分装转移至离心管中，以5000r/min转速进行离心分离,倒掉离心所得的上层清液，离心管中剩余物为碳点，再分别向离心管加入2-8ml乙二醇，使碳点均匀分散在乙二醇中，得到碳点乙二醇分散液；