[发明专利]非层状Sn2

说明书

本发明提供一种非层状Sn₂P₂S₆纳米片的制备方法及其在光催化析氢领域的应用，所述制备方法包括将硫磷混合粉末与SnS₂纳米晶进行化学气相沉积反应的步骤；其中，所述硫磷混合粉末位于反应器的上游，所述SnS₂纳米晶位于下游，上游加热温度设为270～330℃，下游加热温度设为340～380℃。本发明的方法可以快速且低成本地在基底上生长大面积均匀分布的Sn₂P₂S₆纳米片，所得Sn₂P₂S₆纳米片结晶性好，化学性质稳定，在光催化析氢领域中有广阔的应用前景。该方法易操作、所需设备简单，并且可以高效率地应用到大规模工业生产方面。

技术领域

本发明涉及无机半导体纳米材料领域，尤其涉及一种非层状 Sn₂P₂S₆纳米片的制备方法及其在光催化析氢领域的应用。

背景技术

二维金属磷硫化物(MPX，X＝S、Se、Te等)因其独特的物理和化学性质近期在国际社会上受到广泛的关注，并在催化、清洁能源存储与转化等领域存在广泛应用。

根据其结晶结构的不同,二维金属磷硫化物(MPX)可以分为以下四类：磷原子与金属原子四面体配位(如CrPS₄)，磷原子与金属原子八面体配位(如Pd₃P₂S₈)，磷原子对与金属原子八面体配位(如 NiPS₃)，以及磷原子对通过八面体配位而金属原子为三棱柱结构(如Sn₂P₂S₆和Pb₂P₂S₆)。不同于前三种金属磷硫化物的层状结构，第四类金属磷硫化物为非层状结构，结晶结构中P₂X₆单元沿P-P方向被略微拉长。

Sn₂P₂S₆材料结晶结构中由于具有不对称中心而表现出独特的铁电、压电以及热电等物理性质受到研究人员的广泛关注。目前Sn₂P₂S₆的制备主要通过化学气相传输先制备得到块状Sn₂P₂S₆，再通过液相插层剥离的方法将Sn₂P₂S₆块状材料层层剥离得到Sn₂P₂S₆纳米片。该方法较为繁琐，通过化学气相传输的方法合成Sn₂P₂S₆材料，其制备周期较长，一般需要数周甚至数月的时间，且通过该方法仅能得到块状Sn₂P₂S₆材料，为得到Sn₂P₂S₆纳米片需要对其进行液相插层剥离处理，但液相插层剥离的方法往往会在材料中引入溶剂杂质，并且该方法受限于材料本身的层状结构，只能得到层状Sn₂P₂S₆纳米片。因此，研发一种高效可行的非层状Sn₂P₂S₆纳米片的制备方法具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种非层状Sn₂P₂S₆纳米片的制备方法及其在光催化析氢领域的应用。

本发明采用以下技术方案：