[发明专利]一种Fex

说明书

本发明公开了一种Fe_xP/Mn_0.3Cd_0.7S复合光催化剂的制备方法与应用。该方法包括：将Mn_0.3Cd_0.7S加入乙醇胺中，分散均匀，得到悬浮液；将FeCl₃·6H₂O和研磨预处理后的红磷加入悬浮液中，溶剂热反应，过滤，干燥得到Fe_xP/Mn_0.3Cd_0.7S复合光催化剂。本发明提供的复合光催化剂呈棒状结构，具有较大的长径比，有利于光生载流子的转移与分离；无定型Fe_xP负载于Mn_0.3Cd_0.7S纳米棒上，其具有的短程有序结构和缺陷位点能够提供更多的反应活性位点，且二者之间形成了Fe‑S健，能够加速光生载流子的迁移速率，具有较高的光催化产氢活性同时显著改善硫化物催化剂稳定性差的问题。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种Fe_xP/Mn_0.3Cd_0.7S复合光催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

太阳能光催化分解水制氢可将资源丰富的太阳能转化为清洁、高效的氢能，被认为是解决能源和环境问题的有效技术之一，其关键是寻找稳定高效的光催化剂。硫化物固溶体光催化剂因其导带及价带位置可调，可见光响应范围较大等优点逐渐成为研究领域的热点。然而，硫化物光催化剂用于光催化分解水反应时，由于光生载流子易复合，光腐蚀现象严重等问题，产氢速率低且稳定性差。目前，人们常通过负载助催化剂、耦合半导体、沉积贵金属等手段来提高其产氢活性和稳定性。

Han等(Catalysis ScienceTechnology,2019,9(6):1427-1436.)通过简单的一步沉淀法制备了CuS/Mn_xCd_1-xS纳米复合物，当x＝0.3时，Mn_0.3Cd_0.7S为纳米棒结构，且产氢活性最高。但其稳定性较差，经过四次循环后，1mol％CuS/Mn_0.3Cd_0.7S产氢活性仅为初次循环的61.08％；Zhai等(Applied Surface Science,2018,430:515-522.)采用光还原法制备了MoS₂/Mn_0.5Cd_0.5S,Cu_xS/Mn_0.5Cd_0.5S(1≤x≤2),PdS/Mn_0.5Cd_0.5S复合光催化剂，它们的产氢活性较Mn_0.5Cd_0.5S均有不同程度的提高，PdS/Mn_0.5Cd_0.5S在光催化反应12小时后的产氢活性仅为最初的70.59％，MoS₂/Mn_0.5Cd_0.5S，Cu_xS/Mn_0.5Cd_0.5S的光催化活性也均有不同程度的降低。目前，Mn_xCd_1-xS基光催化剂稳定性差是阻碍其发展的瓶颈之一。