[发明专利]TiN-In2

说明书

本发明公开了一种TiN‑In₂S₃纳米复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：将氮化钛纳米球加入无水乙醇中，超声分散后加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌，再加入四水合氯化铟和硫代乙酰胺搅匀并于95℃恒温冷凝回流后得到悬浊液，离心分离所述悬浊液，将分离得到的固体物质烘干后得到TiN‑In₂S₃纳米复合光催化剂；本发明提供了一种形貌、纳米尺寸均可调控的纳米花球状复合光催化剂的制备方法，具有普适性。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体讲是一种TiN-In₂S₃纳米复合光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

随着经济的快速发展和人口的剧烈增长，传统的化石能源枯竭和相对应的环境问题是21世纪化学家和技术专家所面临的问题。太阳能是一种清洁、无污染并且无限可再生的清洁能源，它能够满足目前和未来人类对于能源的需求。目前，许多半导体已经被研究出具有光催化分解水制氢的性能。氢气是一种燃烧性能良好、能量转换效率高的一种清洁能源，被视为最理想的清洁能源。因此，近些年来光催化分解水制氢越来越受到研究者的关注。

半导体硫化铟因其独特的光学、电学等理化性质，受到人们的广泛关注。近年来，不同结构和形貌的In₂S₃纳米材料也已广泛应用于光导器件、干电池和光伏发电机等领域。硫化铟在纳米光催化领域由于其比表面积大、反应活性高、选择性强，具有良好的光催化性能。不过其光生电子空穴的快速复合等缺点令其产氢活性受到限制，因此有必要开发出一种有效的促进光生电子空穴分离的硫化铟复合材料从而提升其光催化活性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种具有良好的光解水产氢活性的TiN-In₂S₃纳米复合光催化剂的制备方法。

本发明的技术解决方案如下：一种TiN-In₂S₃纳米复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：将氮化钛纳米球加入无水乙醇中，超声分散后加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌，再加入四水合氯化铟和硫代乙酰胺搅匀并于95℃恒温冷凝回流后得到悬浊液，离心分离所述悬浊液，将分离得到的固体物质烘干后得到TiN-In₂S₃纳米复合光催化剂。

具体包括以下步骤：

1）称取1-10mg氮化钛纳米球，加入100-300ml无水乙醇，超声分散得到悬浊液C；

2）称取10-100mg十六烷基三甲基溴化铵加入所述悬浊液C中，搅拌后得到悬浊液D；

3）称取2-5mmol的四水合氯化铟和3-8mmol的硫代乙酰胺分别加入所述悬浊液D中，搅拌后得到悬浊液E。

4）将所述悬浊液E于95℃冷凝回流2h后得到悬浊液F，离心分离所述悬浊液F，将得到的固体物质放入60℃的烘箱内干燥后得到TiN-In₂S₃纳米复合光催化剂。

所述氮化钛纳米球通过二氧化钛纳米球于氨气氛围中加热冷却后得到。

作为优化，所述氮化钛纳米球的制备方法为：取50-300mg二氧化钛纳米球置于刚玉舟中，将刚玉舟于氨气氛围中加热至600-800℃，并保温3-5h，冷却后即可得到氮化钛纳米球。

所述二氧化钛纳米球的制备方法为：

1）称取5-10mmol的十六胺加入50-200mL无水乙醇中，再加入1-3 ml去离子水，以400-700 r/min的转速搅拌20-60min后，得到溶液A；