[发明专利]一种Z型结构ZnIn2S4/Ag/Bi2WO6复合光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种Z型结构ZnIn₂S₄/Ag/Bi₂WO₆复合光催化剂及其制备方法，属于无机功能材料领域。将ZnIn₂S₄、Ag和Bi₂WO₆复合制得ZnIn₂S₄/Ag/Bi₂WO₆复合型光催化剂，其中ZnIn₂S₄、Ag和Bi₂WO₆三者质量比1：0.01‑0.05：0.5‑1。本发明中，Ag纳米颗粒作为电子传导的介质，能快速的将Bi₂WO₆导带上电子转移到ZnIn₂S₄的价带并与ZnIn₂S₄价带上的空穴复合，从而有效减少ZnIn₂S₄催化剂中光生电子和光生空穴的复合速率，提高了量子效率和ZnIn₂S₄光解水制氢催化活性；本发明方法操作条件温和，容易控制。

技术领域

本发明属于无机环保光催化材料技术领域，具体涉及一种Z型结构ZnIn₂S₄/Ag/Bi₂WO₆复合光催化剂的制备方法。

背景技术

二十一世纪以来，社会的进步给人们的生活带来巨大方便的同时，对能源的需求也越来越大。目前，化石燃料如煤、石油、天然气均属不可再生资源，数量有限，其储量也在连年减少。并且化石燃料的燃烧也给环境带来了许多污染，这就迫切需要寻求储量丰富，环境友好型新型能源。氢气作为一种高效无污染并且可再生能源，被公认为是最有前景的能源。在众多制氢方法中，光催化分解水制氢技术因设备操作简单，成本较低而被广泛研究。

ZnIn₂S₄在硫族半导体中因其具有适宜的禁带宽度和较好的化学稳定性，在光催化制氢领域里吸引了研究者们的广泛关注。ZnIn₂S₄作为一个三元硫族化合物，其导带电势比H⁺的电势更负，满足光催化制氢条件。但是纯的ZnIn₂S₄在光催化过程中光生电子和光生空穴复合速率很快，产氢效率很低。

发明内容

为提高ZnIn₂S₄的光催化活性，将ZnIn₂S₄与Ag和Bi₂WO₆复合构筑Z型结构ZnIn₂S₄/Ag/Bi₂WO₆复合光催化剂，利用Ag纳米颗粒作为电子传导的介质，能快速的将Bi₂WO₆导带上的电子转移到ZnIn₂S₄的价带并与ZnIn₂S₄价带上的空穴复合，一方面有效减少ZnIn₂S₄催化剂中光生电子和光生空穴的复合速率，另一方面又保持了复合光催化剂中光生电子具有较高的还原性，从而提高了量子效率和ZnIn₂S₄光解水制氢催化活性。此外，Ag纳米颗粒作为一种有效的助催化剂，能有效降低光催化水解制氢过程的过电位，显著提高制氢速率，从而提高ZnIn₂S₄光解水制氢的催化活性，具有巨大的潜在工业应用前景。