[发明专利]一种钛掺杂硫化铟锌花状微球及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种钛掺杂硫化铟锌花状微球及其制备方法和应用，钛掺杂硫化铟锌花状微球的制备方法，所述方法如下：将硫化铟锌花状微球置于钛盐溶液中，于30～150℃下加热搅拌0.25～3h；然后将混合液离心，取下层沉淀洗涤、干燥后即得所述钛掺杂硫化铟锌花状微球；所述硫化铟锌花状微球和钛盐的质量比为100：0.01～10。本发明将硫化铟锌花状微球置于钛盐溶液中，通过浸渍法对硫化铟锌花状微球进行钛离子掺杂，进一步提高硫化铟锌的光催化活性。本发明制备得到的钛掺杂硫化铟锌花状微球具有稳定的形貌，较大的比表面积，以及更高的光催化产氢活性，可用于光催化分解水产氢。

技术领域

本发明涉及催化技术领域，具体地，涉及一种钛掺杂硫化铟锌花状微球及其制备方法和应用。

背景技术

随着人类科技的发展和生活水平的增长，能源问题逐渐成为人类社会面临的主要问题。除了能源消耗量的逐年增长引起的能源危机外，化石燃料燃烧导致的温室效应也亟待解决。为了人类可持续发展的延续和稳定，开发一种清洁环保的新能源迫在眉睫。太阳能、风能、氢能、核能，以及生物能等均是近些年来科研工作者们开发研究的对象，其中氢能环保无毒，燃烧热值高，可存储的形态多种多样，是公认的未来社会最有发展潜力的能源。目前工业上采用的是煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等方法制氢，但是这些方法不仅效率低下，而且还需要耗费更多的能量，并没有达到环保清洁的效果。水在地球上存储丰富，利用分解水制备氢气或者氧气的方法更为理想，也更加经济可行。

1972年，Fujishima和Honda发表了一篇关于TiO₂作为光电极在紫外光照射下可以分解水产生氢气的文章，自此拉开了光催化新时代的序幕，光催化技术开始进入人们的视野并引起广泛关注和研究。光催化技术在作用过程中只需太阳光提供能量，无需外加能源装置，就可以将水分解为氢气和氧气。ZnIn₂S₄是近些年来出现的一种新型光催化剂，禁带宽度2.4eV，对可见光有良好的相应，有很高的产氢速率。但是硫化物在光催化反应中都有光腐蚀的现象，进而影响光催化剂光分解水产氢的速率。为了改善这一缺陷，需进一步对硫化铟锌进行改性处理。

因此，亟需研发一种催化产氢速率高的硫化铟锌花状微球及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钛掺杂硫化铟锌花状微球的制备方法，本发明提供的制备方法制备得到的钛掺杂硫化铟锌花状微球具有稳定的形貌，较大的比表面积，以及更高的光催化产氢活性。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制备得到的钛掺杂硫化铟锌花状微球。

本发明的另一目的在于提供上述一种钛掺杂硫化铟锌花状微球作为光催化剂在光催化产氢中的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钛掺杂硫化铟锌花状微球的制备方法，所述方法如下：

将硫化铟锌花状微球置于钛盐溶液中，于30～150℃下加热搅拌0.25～3h；然后将混合液离心，取下层沉淀洗涤、干燥后即得所述钛掺杂硫化铟锌花状微球；所述硫化铟锌花状微球和钛盐的质量比为100：0.01～10。

本发明将硫化铟锌花状微球置于钛盐溶液中，通过浸渍法对硫化铟锌花状微球进行钛离子掺杂，进一步提高硫化铟锌的光催化活性。本发明制备得到的钛掺杂硫化铟锌花状微球具有稳定的形貌，较大的比表面积，以及更高的光催化产氢活性，可用于光催化分解水产氢。

优选地，加热温度为80℃，搅拌时间为1h。

优选地，所述硫化铟锌花状微球和钛盐的质量比为100：0.2。

优选地，所述钛盐为硫酸钛。

优选地，所述钛盐的浓度为0.05～10g/L。