[发明专利]一种核壳结构纳米棒光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了了一种TiO₂@Cd_0.9Zn_0.1S核壳结构纳米棒光催化剂的制备方法，包括：S1.将Cd_0.9Zn_0.1S纳米棒分散于含乙二醇水溶液中，得到悬浮液；S2.将一定量的钛酸四丁酯溶解于乙二醇中，快速加入前述的悬浮液中；S3.将步骤S2所获得产物洗涤、干燥，获得目标产品。本发明制备得到的TiO₂@Cd_0.9Zn_0.1S核壳结构纳米棒光催化剂，由于TiO₂壳层包覆严密且无缺陷，不仅使得Cd_0.9Zn_0.1S光催化剂的稳定性有大幅提升，同时由于II型能带结构的形成，光催化活性也进一步提高。

技术领域

本发明属于化学技术领域，涉及纳米材料的合成制备领域及光催化分解水制氢领域，特别是涉及一种壳层厚度可控的核壳结构纳米棒光催化剂的制备方法。

背景技术

“十三五”规划纲要原创性的提出了“绿色发展”的科学发展观，因而建设清洁低碳的能源体系成为了规划中的重要命题。为了减少对化石能源的依赖以及碳排放量，开发清洁高效的可再生能源已经迫在眉睫。氢能由于具有燃烧热值高、燃烧产物清洁及来源广泛等优点而被视为可以推动人类社会可持续发展的优质能源。利用太阳能光催化分解水制氢是一种高效制氢的理想途径，同时也是能源领域研究的热点之一(郭烈锦，刘涛，纪军等.利用太阳能规模制氢.科技导报，2005，23(2)：29-34)。制备高效、稳定、低成本的光催化剂则是推动此蓝图实现的关键所在。

硫化物(如Cd_0.9Zn_0.1S)光催化剂由于具有较窄的禁带宽度和较合适的导带位置而表现出良好的光催化性能。但是，易受到光腐蚀而导致稳定性变差是限制硫化物光催化剂应用于工业化的掣肘(Kai Zhang,Liejin Guo,Catalysis ScienceTechnology,2013,3,1672-1690)。因此，在硫化物光催化表面包裹一层光稳定性较强的TiO₂形成具有核壳结构的复合光催化剂是一种提高其光催化稳定性的有效手段。除此之外，II型能带结构的形成对于光催化活性的提高也是十分有利的。