[发明专利]一种改性MoS2/CdS基复合光电极材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种改性MoS₂/CdS基复合光电极材料的制备方法及其应用，属于光电催化技术领域。利用简单的两步溶剂热法制备出金属源（Cu、Fe、Co、Ni）掺杂的MoS₂/CdS基复合催化剂，并将其制备成光电极应用于光电催化分解水制氢气反应中，所制备的金属源掺杂的MoS₂/CdS基复合光电极在光电催化分解水析氢反应中表现出良好的催化活性及析氢性能，循环稳定性能。

技术领域

本发明涉及一种改性MoS₂/CdS基复合光电极材料的制备方法及其应用，属于光电催化技术领域。

背景技术

根据2018年版《BP世界能源统计年鉴》发表的相关数据显示，全球一次能源消耗量比2017年增长了2.2%。其中，我国能源消费量增长3.1%，能源消耗量占全球的23.2％，连续17年成为全球能源消耗增量最大的国家。世界经济持续平稳增长的背后依赖于对传统化石燃料的需求，但是从长远角度来看，传统化石燃料在给人类社会带来兴旺的同时，我们不得不正视能源枯竭与环境恶化的趋势。因此，开发清洁无污染的、可替代传统化石燃料的新型能源这一趋势已迫在眉睫。

氢能凭借着能量密度高、储量丰富、清洁无污染等优点而被公认为理想的能源。氢能是一种二次能源，其热值高达118.4 KJ·g^-1(是石油的3倍)，并且燃烧产物为水，对环境无任何污染。传统的制氢工艺有电解水制氢、裂解石油气制氢、煤炭气化制氢等，并且已经被大规模应用于工业生产、食品加工和航天等领域。但是，传统的制氢工艺往往伴随着高耗能、高成本且污染环境等问题。因而，寻求一种高效、廉价且能量消耗低的制氢工艺是目前制氢领域所面临的核心问题。

CdS作为一种重要的半导体光电催化材料因具有光伏效应、能斯特效应、光电导效应等优点而被广泛应用于光电催化、光电探测器、太阳能电池以及发光器件等领域。CdS是一种常见的n型半导体，禁带宽度为2.42 eV，能够吸收波长小于512 nm的太阳光，具有良好的光响应范围及光吸收性能。虽然CdS凭借其合适的禁带宽度、良好的导带、价带位置以及合成工艺简单等优点而被认为是一种高效的半导体材料。但是，CdS本身固有的缺点也在一定程度上限制了它在光(电)催化领域中性能的进一步提高。其中最主要的问题在于过快的光生载流子复合以及大部分硫化物半导体材料所共有的光腐蚀现象。