[发明专利]局部氧化的SnS2

说明书

本发明公开了一种水热法制备局部氧化的SnS₂薄片的新方法及其产品和用途。更具体地，本发明的方法包括将十二烷基苯磺酸盐、可溶性锡盐和L‑半胱氨酸以3～5:1:2～4的质量比依次溶解在体积比为5.5:1～1:4.5的水和乙二醇的混合溶剂中并搅拌，然后在密封反应器中在150～170℃进行反应，最后进行分离、洗涤和干燥，并且所得到的局部氧化的SnS₂薄片可用于将CO₂光催化还原为CO。通过本发明方法获得的局部氧化的SnS₂薄片具有更优异的光催化还原CO₂至CO的性能，利用本发明获得的局部氧化的SnS₂薄片，可在常温、常压下实现高效光催化还原二氧化碳，并且相对于未氧化的SnS₂薄片，在可见光照射下的由CO₂生成CO的速率为约3倍左右。

技术领域

本发明涉及局部氧化的SnS₂薄片的制备方法及其产品和用途。

背景技术

当今社会，工业的快速发展带来了严重的环境污染和能源短缺问题，如何有效地解决能源和环境问题成为了一个世界性的课题。化石燃料的过度使用释放了大量的CO₂，导致了大气中以CO₂为主的温室气体的浓度持续增加，极大地阻碍了人类社会的可持续发展。但是，CO₂也是一种潜在的碳资源，因此如何有效地利用CO₂成为了全球的热点，因为将CO₂转化成清洁的能源能够有助于同时解决能源紧缺和环境恶化的问题。其中光催化还原CO₂被认为是一种极具潜力的方案，因为光能是取之不尽、用之不竭的洁净能源，足够满足全球的需求；另外，与其它方法相比，光催化还原CO₂通常在常温、常压下进行，直接利用太阳能且无需耗费其它的辅助能源，可真正实现碳材料的循环利用。迄今为止，许多光催化材料已经应用于光催化还原CO₂中，然而极低的转化效率严重阻碍了其实际应用。因此，寻找高效、稳定、便宜的光催化剂引起了人们的广泛关注。

金属硫化物作为地球上一类储量丰富且性质稳定的化合物，在化学化工、环境监测、石油工业、国防军工等领域都发挥着不可替代的作用。金属硫化物半导体材料表现出良好的可见光响应和优异的光催化活性，通常情况下，其合适的导带电位足以还原水或二氧化碳。目前，硫化锌、硫化镉等很多金属硫化物催化剂已被证实能够实现光催化还原CO₂，但通常的块体金属硫化物材料活性位点少、本征活性弱等缺点严重影响了其光催化还原CO₂的活性[Journal of Crystal Growth 2011,328,70-73]。为了克服这样的块体金属硫化物材料的问题，[Angew.Chem.Int.Ed.2012,51, 8727-8731]报道了通过制备金属硫化物薄片(典型地厚度尺寸范围为 0.5nm～2nm)，然而该方法通过超声剥离块材样品得到薄片产品，其薄片产率低且无法通过这种方法获得局部氧化的薄片产品。

因此，本领域需要提供用于制备具有更优异的光催化还原CO₂至CO 的性能的金属硫化物薄片的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单易行的制备局部氧化的SnS₂薄片的方法，这样的局部氧化的SnS₂薄片可以更优异的性能应用于光催化还原 CO₂。

为此，在一方面，本发明提供了一种通过水热法制备局部氧化的SnS₂薄片的方法，所述方法包括将十二烷基苯磺酸盐、可溶性锡盐和L-半胱氨酸以3～5:1:2～4的质量比依次溶解在体积比为5.5:1～1:4.5的水和乙二醇的混合溶剂中并搅拌，然后在密封反应器中在150～170℃进行反应，最后进行分离、洗涤和干燥，得到所述局部氧化的SnS₂薄片。

在一个优选实施方案中，所述十二烷基苯磺酸盐是十二烷基苯磺酸钠。