[发明专利]一种g-C3

说明书

本发明公开了一种g‑C₃N₄@Cd_xZn_1‑xSe复合光催化剂及其制备方法，包括如下步骤：(1)g‑C₃N₄纳米片的制备：将纯的块状g‑C₃N₄加入溶剂中，超声使其充分分散，然后经洗涤、离心和干燥即得到所述的g‑C₃N₄纳米片；(2)g‑C₃N₄@Cd_xZn_1‑xSe复合光催化剂的制备：将步骤(1)中制备好的g‑C₃N₄纳米片超声分散到溶剂中，然后往上述溶液中依次加入镉盐、锌盐和硒类化合物，搅拌一段时间将悬浊液转移到到反应釜，水热反应后即制得所述复合光催化剂。本发明方法简单高效、成本低廉、易于工业化生产，本发明制备的复合光催化剂由于异质结的存在大大促进了光生载流子的分离，改善了催化剂表面产氢动力学，从显著提高了产氢性能，且具有优异循环稳定性。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种g-C₃N₄@Cd_xZn_1-xSe复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

氢能作为一种清洁、可再生的能源，由于其可以解决能源危机和环境污染问题，已引起人们的广泛关注。对于各种产氢技术，使用半导体光催化剂分解水产氢被称为最有前景的途径。金属硫化物作为有吸引力的候选材料已被大量用于研究光催化。其中，Cd_xZn_1-xS固溶体作为一种高效的光催化剂，由于其低成本、强的太阳光吸收率和良好的性能而备受关注。在Cd_xZn_1-xS材料的基础上，我们成功合成了Cd_xZn_1-xSe固溶体材料。然而，由于严重的载流子重组，单一Cd_xZn_1-xSe的光催化产氢活性和稳定性都较差。因此，通过与其他抗光腐蚀的材料(如钛基光催化剂、氧化物和聚合物半导体)来构建异质结构，从而加快电荷转移和分离，提高光催化产氢活性和稳定性是进一步研究的重点方向。

g-C₃N₄是一种典型的层状聚合物半导体，由于其合适的带隙，化学稳定性和低毒性而被认为是可见光分解水的理想材料。然而，纯g-C₃N₄由于表面产氢动力学差，导致其光催化产氢效率低。根据上述的详细分析，发明人研究发现在g-C₃N₄和Cd_xZn_1-xSe之间构建异质结构不仅可以大大促进光生载流子的分离，而且可以有效地减轻Cd_xZn_1-xSe的光腐蚀问题。因此，设计一种简单高效低成本的制备方法来可控合成g-C₃N₄@Cd_xZn_1-xSe异质结光催化材料进行高效地产氢，不仅在科学研究而且在工业化应用方面都变得十分重要。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种g-C₃N₄@Cd_xZn_1-xSe复合光催化剂及其制备方法，并且本发明所制备得到的光催化剂材料催化活性高、稳定性好和适合工业化应用。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种g-C₃N₄@Cd_xZn_1-xSe复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：